Los géiseres y fumarolas del Parque Nacional de Yellowstone se encuentran entre las características geológicas más icónicas y populares de nuestro planeta. Cada año, millones de visitantes viajan al parque para maravillarse con las imponentes erupciones de Old Faithful, las calderas de lodo burbujeante de Artists PaintPots, el agua cristalina y los colores iridiscentes de Grand Prismatic Spring, y las terrazas de travertino apiladas de Mammoth Hot Springs.
Quienes han visitado el parque se habrán preguntado "¿De dónde sale toda el agua caliente?" Un estudio publicado esta semana en Naturaleza, en coautoría con W. Steven Holbrook de Virginia Tech y colegas del Servicio Geológico de EE. UU. y la Universidad de Aarhus en Dinamarca, proporciona impresionantes imágenes del subsuelo que comienzan a responder esa pregunta.
El equipo de investigación usó datos geofísicos recopilados desde un helicóptero para crear imágenes del sistema de "plomería" del subsuelo de Yellowstone. El método detecta características con propiedades eléctricas y magnéticas inusuales indicativas de alteración hidrotermal.
"La combinación de alta conductividad eléctrica y baja magnetización es como una huella dactilar de la actividad hidrotermal que se muestra muy claramente en los datos", dijo Holbrook, profesor de geofísica y jefe del Departamento de Geociencias en la Facultad de Ciencias de Virginia Tech."El método es esencialmente un detector de vía hidrotermal".
Las imágenes del estudio muestran que la geología del parque moldea profundamente sus aguas termales. Los fluidos hidrotermales calientes ascienden casi verticalmente, desde profundidades de más de 1 km o 0,62 millas, para llegar a los principales campos hidrotermales del parque. En el camino, se mezclan con aguas subterráneas menos profundas que fluyen dentro y debajo de los flujos de lava volcánica del parque, que también son visibles en las imágenes. Las fallas y fracturas guían el ascenso de las aguas hidrotermales, mientras que los límites de los flujos de lava controlan los acuíferos de aguas subterráneas poco profundas.
El proyecto llena un vacío de conocimiento de larga data sobre los fundamentos de las carismáticas características hidrotermales de Yellowstone. Se sabe mucho sobre las características hidrotermales de la superficie del parque, incluida la química y la temperatura de las ollas de barro y los manantiales, el intervalo de erupción de los géiseres y la singular termófilabacterias que viven dentro y alrededor de esas características.
Del mismo modo, los científicos tienen un creciente cuerpo de conocimiento sobre las fuentes de calor más profundas y la actividad tectónica mediante el seguimiento de los terremotos que ocurren allí. Pero se sabe poco sobre cómo las características hidrotermales de la superficie están conectadas entre sí y con las fuentes más profundas de calor y fluidos..
"Nuestro conocimiento de Yellowstone ha tenido durante mucho tiempo una brecha en el subsuelo", dijo Holbook. "Es como un 'sándwich misterioso': sabemos mucho sobre las características de la superficie a partir de la observación directa y una buena cantidad sobre el sistema magmático y tectónico varioskilómetros por debajo del trabajo geofísico, pero realmente no sabemos qué hay en el medio. Este proyecto nos ha permitido llenar esos vacíos por primera vez".
Para recopilar los datos, el equipo usó un instrumento único llamado "SkyTEM" que consiste en un gran lazo de cable remolcado debajo de un helicóptero. A medida que el helicóptero vuela, el lazo envía hacia abajo repetidas señales electromagnéticas que provocan una respuesta de los cuerpos conductores de electricidad.en el subsuelo.
Esa respuesta se registra y luego se analiza para producir secciones transversales detalladas a lo largo de las líneas de vuelo. La técnica es altamente efectiva en ambientes como Yellowstone: los fluidos hidrotermales alteran las rocas por las que pasan, convirtiendo la roca en minerales arcillosos, por ejemplo, elollas de barro de superficie, que tienen una conductividad eléctrica elevada pero magnetización suprimida.
Debido a que el helicóptero puede viajar a velocidades de 40 a 50 mph mientras remolca el instrumento SkyTEM, los científicos involucrados en el estudio pudieron cubrir grandes extensiones del extenso parque nacional de 3,500 millas cuadradas, dijo Holbrook.
"Uno de los aspectos únicos de este conjunto de datos es su amplia cobertura de este enorme sistema", agregó Holbrook. "Pudimos no solo mirar profundamente debajo de las características hidrotermales, sino también ver cómo las características adyacentes podrían estar conectadas en elsubsuelo a través de grandes distancias. Eso nunca ha sido posible antes".
Uno de los misterios abordados por el nuevo trabajo es si las diferentes áreas hidrotermales en el parque muestran fuentes y caminos de fluidos profundos contrastantes. El equipo encontró una similitud notable en la estructura profunda debajo de áreas como Norris Geyser Basin y Lower Geyser Basin, lo que sugiereque los contrastes en la química y las temperaturas de esas áreas no son causados por procesos profundos, sino que los grados variables de mezcla con aguas subterráneas poco profundas probablemente crean la amplia variedad de características de aguas termales en el parque.
En general, el proyecto generó más de 2500 millas de líneas de helicópteros, una enorme cantidad de datos, según Holbrook. Tras la publicación del estudio el mes pasado, el equipo de investigación publicó los datos para que otros puedan realizar investigaciones adicionales.
"El conjunto de datos es tan grande que solo hemos arañado la superficie con este primer artículo", agregó Holbrook. "Espero continuar trabajando en estos datos y ver qué se les ocurre a otros también. Vaser un conjunto de datos que sigue dando".
Antes de llegar a Virginia Tech en 2017, Holbrook formó parte del Departamento de Geología y Geofísica de la Universidad de Wyoming en Laramie, Wyoming. También codirigió el Centro de Hidrología y Geofísica Ambiental de Wyoming. Dijo: "Yo'He realizado varios viajes de campo para recopilar datos geofísicos terrestres en Yellowstone. Sin embargo, los datos aéreos cubren mucho más terreno mucho más rápido de lo que podríamos hacer caminando con el equipo en el campo".
Carol Finn del Servicio Geológico de EE. UU. y autora principal del estudio dijo: "Mientras aún se recopilaban los datos aéreos, vimos las primeras imágenes sobre Old Faithful y supimos al instante que nuestro experimento había funcionado, que podíamos, porla primera vez, imagina las vías fluidas que se habían especulado durante mucho tiempo".
Agregó: "Nuestro trabajo ha despertado un interés considerable en una variedad de disciplinas, incluidos los biólogos que buscan vincular áreas de agua subterránea y mezcla de gases con regiones de extrema diversidad microbiológica, geólogos que desean estimar volúmenes de flujos de lava e hidrólogos interesados en modelartrayectorias de flujo de agua subterránea y fluido térmico. Con el documento como guía y la publicación de los datos y modelos, permitiremos la investigación en estas diversas comunidades científicas".
Un misterio en el que Holbrook está interesado en profundizar es la evidencia de conexiones distantes entre áreas hidrotermales superficiales aisladas. Los datos de SkyTEM muestran evidencia de vínculos subterráneos entre sistemas hidrotermales que están a una distancia de hasta 6 millas.
"Eso podría tener implicaciones para la coevolución de las bacterias termófilas y Archaea", dijo Holbrook. "La noción de que los datos geofísicos transportados por el aire podrían arrojar luz sobre la vida de los organismos microscópicos que viven alrededor de las aguas termales es una idea fascinante".
Fuente de la historia:
Materiales proporcionado por Tecnología de Virginia. Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
referencia de diario:
Citar esta página:
Visita Nuevo científico for more global science stories >>>