犹他大学的保罗·加布里埃尔森 带有两个视角的蒸汽船和水箱管道系统的轮廓
该结构以深度进行颜色编码,描绘了喷发周期中观测到的地震活跃区
实心星形、实心正方形和空心三角形分别表示水面上的汽船、蓄水池和车站位置
学分:由辛-巫嵋大学/犹他大学提供 2018年,世界上最高的蒸汽船间歇泉在相对沉寂了几十年后,在黄石国家公园再次开始喷发,这引发了一些诱人的科学问题
为什么这么高?为什么现在又爆发了?在它再次安静下来之前,我们能了解到什么呢? 犹他大学几十年来一直在研究黄石公园的地质和地震学及其独特的特征,所以美国科学家准备抓住这个机会,对蒸汽船间歇泉的工作原理进行前所未有的观察
他们的发现提供了间歇泉深度的图像,也重新定义了间歇泉和附近泉水之间的长期假设关系
该发现发表在《地球物理研究杂志——固体地球》上
“我们科学家真的不知道是什么控制着间歇泉有规律地喷发,比如老忠实喷泉,还是像汽船喷泉那样无规律地喷发,”地质与地球物理系副教授林凡奇说
地下管道结构可能控制着间歇泉的喷发特征
这是我们第一次能够将间歇泉的管道结构成像到325英尺(100米)深
" 遇见蒸汽船喷泉 如果你被要求说出一个黄石间歇泉的名字,而“老忠实”是你唯一想到的,那么你就错过了蒸汽船的介绍
记录的喷发高度高达360英尺(110米),高到足以溅落自由女神像的顶部
犹他大学地震仪站的研究助理教授杰米·法瑞尔说:“观看蒸汽船间歇泉的一次大规模喷发是相当惊人的。”
“我记得最多的是声音
你可以感觉到隆隆声,听起来像喷气发动机
我已经知道汽船是世界上最高的活跃间歇泉,但是看到它的大爆发,我大吃一惊
" 与其著名的堂兄不同,蒸汽船间歇泉一点也不忠实
在有记录的历史上,它只有三个持续活动的时期——一个在20世纪60年代,一个在20世纪80年代,一个从2018年开始,一直持续到今天
但是间歇泉活动的现阶段已经比以前的任何一个阶段都有更多的喷发
汽船间歇泉附近有一个叫做蓄水池泉的水池
因为当汽船喷发时,蓄水池的泉水就会排出,所以人们认为这两个特征是直接相关的
法雷尔说:“由于我们能够以非侵入的方式快速部署地震仪器,目前的这个时期为更好地理解蒸汽船间歇泉和蓄水池泉的动力学提供了机会,这对帮助我们理解喷发行为大有裨益。”
给喷泉做一个电脑断层扫描 几年来,美国科学家一直在用小型便携式地震仪研究黄石国家公园的特征,包括老忠实
这些足球大小的仪器可以被部署在研究人员需要的任何地方,每次部署长达一个月,以便了解地下发生的情况
地面的每一个微小的移动,甚至黄石公园木板路上人群的周期性膨胀,都会被感觉到并记录下来
就像医生可以使用多种x光来创建人体内部的CT扫描一样,地震学家可以使用多个地震仪来记录多个地震事件(在这种情况下,间歇泉的过热水柱中有气泡)来构建一种地下图像
在2018年和2019年的夏天,法雷尔和他的同事与国家公园管理局合作,在蒸汽船间歇泉周围放置了50个便携式地震仪
2019年的部署记录了7次大规模爆发,爆发间隔期为3至8天,每一次都提供了丰富的数据
探测深处 结果表明,构成蒸汽船间歇泉的地下通道和裂缝向下延伸至少450英尺(140米)
这比大约260英尺(80米)的老忠实管道要深得多
然而,结果并没有显示蒸汽船间歇泉和蓄水池泉之间有直接的联系
“这一发现排除了这两个特征至少在140米的上方与一个类似开口管道的东西相连的假设,”新近毕业的博士生辛·说,他与林和法雷尔一起工作
然而,这并不是说这两个特性是完全独立的
蒸汽船喷发时水池会排水,这一事实表明它们仍然以某种方式连接在一起,但可能是通过岩石中的小裂缝或孔隙,用研究人员记录的地震信号是无法检测到的
吴补充说:“了解蒸汽船和蓄水池之间的确切关系将有助于我们模拟蓄水池如何影响蒸汽船喷发周期。”
科学家最终能够预测间歇泉何时喷发吗?吴说,也许有了对热液地震更好的理解和长期的监测系统
但是,同时,吴说,这项研究实际上只是了解蒸汽船间歇泉如何工作的开始
“我们现在有了汽船喷发活动的基线,”林指出
“当它在未来变得不那么活跃时,我们可以重新部署我们的地震传感器,并获得非活跃期的基线
然后,我们可以通过蒸汽船连续监测来自实时地震站的数据,评估它看起来是否像一个或另一个,并获得更多的实时分析,看起来它何时切换到更活跃的阶段
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