Bu Yellowstone kaplıcasının ritmik gümbürtüsü onu bir jeo-termometre yapıyor

 Gümbür gümbür sesler arasındaki sessizlik aralıkları, Doublet Pool'a ne kadar ısı girdiğini ortaya koyuyor.

Yellowstone Ulusal Parkı, ziyaret eden turistleri memnun eden oldukça öngörülebilir periyodik patlamalara sahip bir gayzer olan Old Faithful ile ünlüdür. Ama aynı zamanda, bir darbenin jeotermik eşdeğeri ile küçük bir boyun ile bağlanan bir çift kaplıca olan Doublet Pool gibi diğer birçok jeotermal özelliğe de ev sahipliği yapıyor. Havuz her 20-30 dakikada bir "gümbürtü" atarak suyun titreşmesine ve yerin sallanmasına neden olur. Utah Üniversitesi'ndeki araştırmacılar, zaman içinde nasıl değiştikleri hakkında daha fazla bilgi edinmek için bu büyük döngüleri sismometrelerle ölçtüler. Jeofizik Araştırma Mektupları dergisinde yayınlanan yeni bir makaleye göre, diğer bulguların yanı sıra, gümbürtüler arasındaki sessizlik aralıklarının havuza ne kadar ısı aktığı ile ilişkili olduğunu keşfettiler.

Utah Üniversitesi'nden bir jeofizikçi olan ortak yazar Fan-Chi Lin, "Doublet Pool'un her 20-30 dakikada bir çarptığını biliyorduk" dedi. "Ancak varyasyonu neyin kontrol ettiğine dair önceden çok fazla bilgi yoktu. Aslında, pek çok insanın büyük vuruş aralığının değiştiğini fark ettiğini sanmıyorum. İnsanlar gayzerlere daha çok ilgi gösteriyor.”

Yellowstone'un ayrıntılı hidrotermal sistemi, sıcak bir magma odasından gelen ısı ile etkileşime giren sığ yeraltı suyunun sonucudur. Sistem, buhar menfezleri (fumaroller), çamur çömlekleri ve traverten teraslar (kireçli beyaz kaya) ile gayzerler ve kaplıcalar dahil olmak üzere yaklaşık 10.000 jeotermal özelliğe sahiptir.

Gayzerler söz konusu olduğunda, yüksek basınçlar derin suların kaynamasını önler. Ancak sıcak su yükseldikçe, basınç düşer ve buhar kabarcıkları oluşur ve gayzerin yüzeye yakın dar kanalından geçemeyecek kadar genişler. Sonunda kabarcıklar kritik bir eşiğe ulaşır ve şofben taşmaya başlar. Basınç keskin bir şekilde düşer ve su kaynayarak, kalabalığı memnun eden patlamalardan birinde havalandırmadan sıcak su fışkırmasına neden olan büyük miktarda buhar üretir. Ve sonra döngü baştan başlar.

Buna karşılık, çoğu kaplıca oldukça istikrarlı bir hidrodinamik denge sağlar. Aşırı ısınmış su yüzeye ulaştıkça soğur, batar ve yerini aşağıdan daha sıcak suyla değiştirir, bu nedenle su hiçbir zaman bir püskürmeyi başlatmak için gereken sıcaklığa ulaşmaz. Bununla birlikte, Yeni Zelanda'daki Doublet Pool ve Iodine Pool gibi bazı kaplıcalar, bir gayzerin periyodik patlama modeline benzeyen o gizemli periyodik gümbürtülere sahiptir: ısıtılmış su buharı kabarcıkları, borunun soğuk üst kısımlarına ulaştığında, bir gümbürtüyle aniden çökerler. .

Yellowstone Milli Parkı'ndaki Yukarı Gayzer Havzasındaki Çift Havuz.

Lin ve ortak yazarları, Doublet Pool'u inceleyerek Yellowstone'un dinamik hidrotermal süreçleri hakkında daha fazla şey öğrenmeyi umdular. Özellikle gayzer püskürmesi veya kaplıca çarpma döngüleri sırasında meydana gelen varyasyonları neyin kontrol ettiğini keşfetmek istediler, bu nedenle gümbürtüler arasındaki sessizlik aralıklarını ölçmeye odaklanmaya karar verdiler. 2015 sonbaharından Kasım 2021'e kadar, Doublet Pool yakınında kurulan jeofonlarla birkaç örnekleme deneyi yaptılar. Ayrıca Kasım 2021'de sıcaklık verilerini ve Nisan 2022'de dört gün boyunca su seviyelerindeki değişiklikleri izlemek için basınç verilerini topladılar.

Lin ve ark. sessizlik aralıklarının sadece yıldan yıla değil, saatten saate veya günden güne değiştiğini buldu. Örneğin, aralık Kasım 2016'da yaklaşık 30 dakikaydı, ancak Eylül 2018'de sadece 13 dakikaydı ve Kasım 2021'de yaklaşık 20 dakikaya yükseldi. Öyle oldu ki, 15 Eylül 2018'de yakındaki Ear Spring, 1957'den beri ilk kez patladı. , ardından Doublet Pool'un suyu kaynatıldı. Yazarlara göre tüm bu ısı ve basınç 2021'de azaldı, bu nedenle Doublet Pool'un sessizlik aralığı normal 30 dakikalık süresine dönmeye başladı.

Günlük ve saatlik değişimlere gelince, yazarlar rüzgar hızıyla bir korelasyon olabileceğini öne sürüyorlar. Daha yüksek rüzgar hızları, daha uzun sessizlik aralıklarıyla ilişkili gibi görünüyor; bu, rüzgarın, tıpkı sıcak bir fincan kahveyi üflemek gibi, sudan ısı enerjisini bir şekilde uzaklaştırdığı anlamına geliyor. Lin, "Şu anda havuzu tek bir sistem olarak ele alıyoruz, bu da yüzeyden alınan enerjinin sistemin atmaya yetecek kadar enerji biriktirmesini zorlaştırdığı anlamına geliyor," dedi. "Bir olasılık, havuzun aktif olarak konveksiyonlu olması, bu nedenle yüzeye yakın soğutmanın havuzun tabanını nispeten kısa bir zaman ölçeğinde etkileyebilmesidir."

Yazarlar ayrıca Doublet Pool'da gümbürtüyü tetiklemek için gereken ısıtma oranını ve ısı miktarını da hesaplayabildiler: yaklaşık 3 ila 7 megavat enerji, bu da 100 ev tipi fırının enerji çıkışına eşdeğer. Bu da sessizlik aralığını havuza ne kadar ısı geldiğini ölçen bir termometre olarak kullanmalarını sağlar. (Daha fazla ısı, daha kısa aralıklara eşittir.)