Este latido rítmico de las aguas termales de Yellowstone lo convierte en un geotermómetro – Ars Technica

Es famoso por el Parque Nacional de Yellowstone. Viejos creyentes, un géiser con erupciones volcánicas periódicas y algo predecibles que hacen las delicias de los turistas visitantes. Pero también es el hogar de muchos otros. características geotérmicas Gustos piscina doble, un par de fuentes termales conectadas a un pequeño cuello con el equivalente geotérmico de un pulso. La piscina “golpea” cada 20-30 minutos, haciendo que el agua tiemble y el piso vibre. Investigadores de la Universidad de Utah midieron esos ciclos masivos con sismómetros para aprender más sobre cómo cambian con el tiempo. Entre otros hallazgos, descubrieron que los períodos de silencio entre golpes se correlacionan con la cantidad de calor que fluye hacia la piscina, según nueva hoja Publicado en Geophysical Research Letters.

“Sabíamos que Doublet Pool llega cada 20-30 minutos”, dijo el coautor Fan Zhi Lin, un geofísico de la Universidad de Utah. “Pero no había mucho conocimiento previo sobre qué controla la variación. De hecho, no creo que mucha gente se dé cuenta de que el megaintervalo varía. La gente presta más atención a los calentadores”.

El sistema hidrotermal en desarrollo en Yellowstone es el resultado de la interacción del agua subterránea poco profunda con el calor de una cámara de magma caliente. El sistema cuenta con alrededor de 10.000 elementos geotérmicos, incluidos respiraderos de vapor (fumarolas), ollas de barro, terrazas de piedra caliza (roca calcárea blanca), así como géiseres y aguas termales.

En el caso de los géiseres, las altas presiones impiden que el agua profunda hierva. Pero a medida que sube el agua caliente, la presión cae y se forman burbujas de vapor, que se expanden hasta que son demasiado grandes para pasar a través del estrecho canal del géiser cerca de la superficie. Eventualmente, las burbujas alcanzan un umbral crítico y el calentador comienza a fluir. La presión cae bruscamente y el agua hierve, creando grandes cantidades de vapor que fuerzan un chorro de agua caliente por el respiradero en una de esas erupciones volcánicas que son tan satisfactorias. Entonces el ciclo comienza de nuevo.

Por el contrario, la mayoría de las aguas termales mantienen un equilibrio hidrodinámico bastante estable. El agua sobrecalentada se enfría cuando llega a la superficie, se hunde y es reemplazada por agua más caliente desde abajo, por lo que el agua nunca alcanza la temperatura requerida para que ocurra una erupción. Sin embargo, algunas fuentes termales, como Doublet Pool y Iodine Pool en Nueva Zelanda, tienen esos afloramientos periódicos borrosos que se asemejan a un patrón de erupción periódica de géiser: cuando las burbujas de vapor de agua caliente alcanzan las partes superiores más frías del canal, de repente colapsan con una patada. . .

Al estudiar Doublet Pool, Lin y sus autores esperaban aprender más sobre los procesos hidrotermales dinámicos en Yellowstone. Querían explorar específicamente qué controla las diferencias que ocurren durante las erupciones de aguas termales o los ciclos de batido de las aguas termales, por lo que decidieron centrarse en medir los períodos de silencio entre los golpes. Desde el otoño de 2015 hasta noviembre de 2021, realizaron varios experimentos de muestreo con geófonos instalados cerca de Doublet Pool. También recopilaron datos de temperatura en noviembre de 2021 y datos de presión para monitorear los cambios en los niveles de agua durante cuatro días en abril de 2022.

flexible y otros. Descubrió que los períodos de silencio variaban no solo de un año a otro, sino también de una hora a otra o de un día a otro. Por ejemplo, el intervalo fue de unos 30 minutos en noviembre de 2016, pero solo de 13 minutos en septiembre de 2018, y aumentó a unos 20 minutos en noviembre de 2021. Eso sucede exactamente el 15 de septiembre de 2018, en las cercanías. oreja primavera Entró en erupción por primera vez desde 1957, y después de eso, el agua de Doublet Pool hirvió. Según los autores, todo ese calor y presión disminuyó en 2021, por lo que el período de silencio de Doublet Pool comenzó a volver a su duración normal de 30 minutos.

Para las diferencias diarias y horarias, los autores sugieren que podría haber una correlación con la velocidad del viento. Las velocidades más altas del viento parecen estar asociadas con períodos más largos de silencio, lo que significa que el viento elimina la energía térmica del agua de alguna manera, como si soplara una taza de café caliente. “Actualmente tratamos la piscina como un sistema completo, lo que significa que la energía extraída de la superficie dificulta que el sistema acumule suficiente energía para golpearla”. lynn dijo. “Una posibilidad es que la piscina se transporte por convección, por lo que el enfriamiento cerca de la superficie podría afectar el fondo de la piscina en una escala de tiempo relativamente corta”.

Los autores también pudieron calcular la tasa de calentamiento y la cantidad de calor necesaria para mover los golpes en Doublet Pool: alrededor de 3 a 7 megavatios de potencia, equivalente a la potencia de salida de 100 hornos domésticos. Esto, a su vez, les permite usar el período de silencio como un termómetro para medir cuánto calor entra en el estanque. (Más calor significa períodos más cortos).

DOI: Cartas de investigación geofísica, 2023. 10.1029 / 2022GL101175 (sobre los DOI).

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