Old Faithful es el monumento más famoso del Parque Nacional de Yellowstone. Millones de visitantes vienen al parque cada año para ver el géiser en erupción cada 44-125 minutos. Pero a pesar de la fama de Old Faithful, se sabía relativamente poco sobre la anatomía geológica de la estructura ylas vías fluidas que alimentan el géiser debajo de la superficie. Hasta ahora.
Los científicos de la Universidad de Utah han mapeado la geología cercana a la superficie alrededor de Old Faithful, revelando el depósito de agua caliente que alimenta el respiradero de la superficie del géiser y cómo se comporta el temblor del suelo entre erupciones. El mapa fue posible gracias a una densa red de dispositivos portátilessismógrafos y por nuevas técnicas de análisis sísmico. Los resultados se publican en Geophysical Research Letters. El estudiante de doctorado Sin-Mei Wu es el primer autor.
Para Robert Smith, investigador de Yellowstone desde hace mucho tiempo y distinguido profesor de investigación de geología y geofísica, el estudio es la culminación de más de una década de planificación y se produce cuando celebra sus 60 años trabajando en el primer parque nacional de Estados Unidos.
"Aquí está el géiser icónico de Yellowstone", dice Smith. "Es conocido en todo el mundo, pero la fontanería geológica completa de la cuenca superior del géiser de Yellowstone no se ha mapeado ni hemos estudiado cómo se relaciona el momento de las erupciones con los temblores terrestres precursoresantes de las erupciones "
pequeños sismómetros
Old Faithful es un ejemplo icónico de una característica hidrotermal, y particularmente de las características en el Parque Nacional de Yellowstone, que está subyacente en dos depósitos activos de magma a profundidades de 5 a 40 km de profundidad que proporcionan calor a las aguas subterráneas cercanas a la superficie.En algunos lugares dentro de Yellowstone, el agua caliente se manifiesta en piscinas y manantiales. En otros, toma la forma de géiseres explosivos.
Docenas de estructuras rodean Old Faithful, incluidos hoteles, una tienda de regalos y un centro de visitantes. Algunos de estos edificios, según descubrió el Servicio de Parques, están construidos sobre características térmicas que provocan un calor excesivo debajo del entorno construido. Como parte de suplaneó administrar el área de Old Faithful, el Servicio de Parques pidió a los científicos de la Universidad de Utah que realizaran un estudio geológico del área alrededor del géiser.
Durante años, los coautores del estudio, Jamie Farrell y Fan-Chi Lin, junto con Smith, han trabajado para caracterizar los depósitos de magma en las profundidades de Yellowstone. Aunque los geólogos pueden usar datos sísmicos de grandes terremotos para ver las características de las profundidades de la tierra, elLa geología del subsuelo superficial del parque ha seguido siendo un misterio, ya que mapearlo requeriría capturar el movimiento terrestre en miniatura cotidiano y la energía sísmica a una escala mucho menor ". Intentamos utilizar sacudidas continuas del suelo producidas por humanos, automóviles, viento, agua y Yellowstone.ebullición hidrotérmica y convertirla en nuestra señal ", dice Lin." Podemos extraer una señal útil de la vibración del fondo ambiental ".
Hasta la fecha, la Universidad de Utah ha colocado 30 sismómetros permanentes alrededor del parque para registrar temblores de tierra y monitorear terremotos y eventos volcánicos. Sin embargo, el costo de estos sismómetros puede superar fácilmente los $ 10,000. Pequeños sismómetros, desarrollados por Fairfield Nodal parala industria del petróleo y el gas, reducen el costo a menos de $ 2,000 por unidad. Son pequeños botes blancos de aproximadamente seis pulgadas de alto y son totalmente autónomos y autónomos. "Simplemente sáquelo y péguelo en el suelo", Smithdice.
En 2015, con los nuevos instrumentos, el equipo de Utah desplegó 133 sismómetros en las áreas de Old Faithful y Geyser Hill para una campaña de dos semanas.
Los sensores captaron estallidos de intensos temblores sísmicos alrededor de Old Faithful, de unos 60 minutos de duración, separados por unos 30 minutos de silencio. Cuando Farrell presenta estos patrones, a menudo pregunta al público en qué punto creen que ocurre la erupción de Old FaithfulSorprendentemente, no está en la cúspide de la sacudida. Está al final, justo antes de que todo vuelva a la calma.
Farrell explica que después de una erupción, el depósito del géiser se llena nuevamente con agua caliente. "A medida que se llena esa cavidad, tienes muchas burbujas presurizadas calientes", dice. "Cuando surgen, se enfrían muy rápido ycolapsan e implosionan ". La energía liberada por esas implosiones provoca los temblores que conducen a una erupción.
un científico el ruido es la señal de otro científico
Por lo general, los investigadores crean una señal sísmica al girar un martillo sobre una placa de metal en el suelo. Lin y Wu desarrollaron las herramientas computacionales que ayudarían a encontrar señales útiles entre el ruido sísmico sin alterar el entorno sensible en la cuenca del géiser superior. Wudice que pudo usar las características hidrotermales como fuente sísmica, para estudiar cómo se propaga la energía sísmica al correlacionar las señales registradas en el sensor cerca de una fuente persistente con otros sensores ". Es sorprendente que pueda usar la fuente hidrotérmica para observarestructura aquí ", dice ella.
Al analizar los datos de los sensores sísmicos, los investigadores notaron que las señales de temblor de Old Faithful no llegaban al paseo marítimo occidental. Las ondas sísmicas extraídas de otra característica hidrotermal en el norte se desaceleraron y se dispersaron significativamente en casi la misma área, lo que sugiere un lugar al oeste deOld Faithful era una característica subterránea que afectaba las ondas sísmicas de manera anómala. Con una densa red de sismómetros, el equipo podía determinar la forma, el tamaño y la ubicación de la característica, que creen que es el depósito hidrotermal de Old Faithful.
Wu estima que el embalse, una red de grietas y fracturas a través de las cuales fluye el agua, tiene un diámetro de alrededor de 200 metros, un poco más grande que el Estadio Rice-Eccles de la Universidad de Utah, y puede contener aproximadamente 300,000 metros cúbicos de agua,o más de 79 millones de galones. En comparación, cada erupción de Old Faithful libera alrededor de 30 m 3 de agua, o casi 8,000 galones. "Aunque es una estimación aproximada, nos sorprendió que fuera tan grande", dice Wu.
Trabajo adicional
El equipo está lejos de terminar de responder preguntas sobre Yellowstone. Regresaron para otra encuesta sísmica en noviembre de 2016 y están planeando su despliegue en 2017, para comenzar después de que las carreteras del parque cierren durante el invierno. Wu está viendo cómo la temperatura del aire podría cambiar la temperatura.estructura del subsuelo y afecta la propagación de las ondas sísmicas. Farrell está utilizando los datos sísmicos del equipo para predecir cómo las ondas sísmicas podrían reverberar a través de la región. Smith espera llevar a cabo un análisis similar en Norris Geyser Basin, el área geotérmica más caliente del parque. Lindice que el programa de investigación de la Universidad de Utah en Yellowstone se debe en gran medida a la relación de Smith con el parque durante décadas, lo que permite nuevos descubrimientos. "Se necesitan nuevas técnicas", dice Lin, "pero también esas relaciones a largo plazo".
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Materiales proporcionado por Universidad de Utah . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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