Trots mer än ett sekel av granskning förblir de inre verkningarna av Old Faithful och andra Yellowstone National Park-gejsrar ett mysterium.
Forskare har fortfarande hash över grunderna, till exempel hur vatten och ånga trycksätter under jord innan en geyser bryter ut. Nu kan en högteknologisk titt på Lone Star Geyser, en av parkens mest punktliga bubblare, äntligen lösa några av dessa långvariga pussel. Forskningen kan också hjälpa forskare att bättre förstå och förutsäga vulkanutbrott.
"De signaler som vi registrerar i gejsrar kan sätta bättre begränsningar för källorna som genererar dessa signaler i vulkaner," sa Shaul Hurwitz, en medförfattare till studien och en forskningshydrolog med U.S. Geological Survey i Menlo Park, Calif.
Mini vulkaner
Geysrar är som miniatyr vulkaner, med små skakningar som varnar för kommande sprängningar och dödliga heta vätskor springande i luften. De stora skillnaderna mellan de två är VVS - vatten kontra lava - och punktligheten. Men gejsers förutsägbarhet gör dem till en idealisk testbädd för att ta reda på hur utbrott fungerar.
2010 korrallade Hurwitz en bageris dussin geovetenskapsmän från hela världen för ett veckolångt experiment på Lone Star Geyser. De mätte vattenutsläpp, markrörelser, seismiska vågor och ljudvågor och spelade in höghastighetssynlig och infraröd video. Lone Star Geyser bryter ut var tredje timme.
Resultaten hjälper till att förklara processerna som kontrollerar en gejsers graciösa vattenstrålar och vad som händer under jorden före, under och efter ett utbrott, sade forskarna. Resultaten publicerades 19 juni i Journal of Geophysical Research: Solid Earth.
Fyra faser
Experimentet avslöjade Lone Star: s utbrott har fyra distinkta faser, var och en med en unik geofysisk signal, sade Hurwitz. När trycket byggs upp under jorden, signalerar en "förspelningsfas", med pulser av ånga och vatten, det kommande utbrottet. Sedan börjar utbrottet med vatten- och ångbrunn vid 58 till 101 km / h. Forskarna spårade partiklar i sprutvattnet med höghastighetskameror för att beräkna hastigheten. En lugn fas efter utbrottet följer och avslutas med en laddningsfas medan geyserkonen fyller på.
Cirka hälften av världens 1 000 kända gejsrar finns i Yellowstone, som är ett enormt vulkaniskt fält som har sett åtminstone tre jätteutbredda utbrott i caldera tidigare. Geysrar som Old Faithful och Lone Star finns vanligtvis nära nyligen aktiva vulkaner, där magma kan värma underjordiskt vatten. De bildas när kvävningspunkter förhindrar att vatten och ånga stiger under jord, fångar bubblor som så småningom exploderar till ett springande geyserutbrott
Vad är underjordiskt
Den totala värmeeffekten för Lone Star Geyser befanns vara cirka 1,4 megawatt, vilket är tillräckligt med energi för att driva 1 000 hem under en timme. Men värmen uppgår till mindre än 0,1 procent av den totala värmeeffekten från hela Yellowstone-kalderan, sade Hurwitz. Detta antyder att det mesta av värmen som försöker fly till ytan (från magma djupt i jordskorpan) strålar ut genom geotermiska funktioner som släpper ånga, till exempel i den östra delen av parken.
"Ånga kan transportera mycket värme," sade Hurwitz. "Även om du tog alla gejsrar i Yellowstone är den totala värmeeffekten relativt försumbar."
Hurwitz och hans medförfattare förbereder nu en annan tidningsartikel om formen av Lone Star Geysers underjordiska VVS, sade han.
Studier som nyligen publicerats på gejsrar i dalen av gejsrarna på Rysslands Kamchatka-halvön och Yellowstones Old Faithful fann att många gejserkammare kan vara äggformade i stället för långa, smala rör, som forskare tidigare hade trott.
"Geysrar är inte så enkla som man kan se med ögat," sade Hurwitz.
