قام الجيوفيزيائيون برسم “السباكة” تحت يلوستون

قام فريق من علماء الجيوفيزياء مؤخرًا بربط حلقة سلكية كبيرة من طائرة هليكوبتر وحلقت فوق حديقة يلوستون الوطنية لرؤية شبكاتها الخفية تحت الأرض. لقد تمكنوا من جمع مجموعة من البيانات التي سلطت الضوء على الخصائص الكهربائية والمغناطيسية للمياه والأرض تحت المتنزه ، وكذلك كيف أن الينابيع الساخنة مترابطة أكثر مما كان يعتقد سابقًا.

يلوستون هي حديقة مساحتها 3500 ميل مربع بها العديد من الينابيع الساخنة على سطحها ، وأشهرها المؤمنين القدامى، أحد ينابيع المياه الحارة في الحديقة البالغ عددها 500 فرد. لكن هؤلاء الباحثين أرادوا معرفة المزيد عن كيفية الحصول على المياه الجوفية ومدى ترابط النظام بأكمله. كانت النتائج التي توصلوا إليها نشرت هذا الأسبوع في الطبيعة.

قال ستيف هولبروك ، عالم الجيوفيزياء في Virginia Tech والمؤلف المشارك للورقة البحثية ، في رسالة بريد إلكتروني إلى Gizmodo: “لقد أنتجنا صورًا لنظام” السباكة “الحراري المائي تحت سطح الأرض في يلوستون – المسارات التي تتخذها المياه المسخنة بالحرارة المائية للوصول إلى السطح”. “نرى ضوابط جيولوجية واضحة على السباكة الحرارية المائية – على وجه الخصوص ، أدوار الأعطال العميقة والكسور الضحلة والحدود عند قاعدة تدفقات الحمم البركانية السميكة (الطف والريوليت) ، وكلها توجه حركة المياه.”

أنتج الباحثون أكثر من 2500 ميل من بيانات خط طائرات الهليكوبتر عن طريق تحليق أداة سداسية بعرض 80 قدمًا تسمى SkyTEM فوق المنتزه. أرسل SkyTEM نبضات كهرومغناطيسية إلى الأرض كل 90 قدمًا تقريبًا. تنتقل النبضات إلى ما يصل إلى حوالي 2300 قدم تحت السطح قبل أن ترتد إلى الكاشف الموجود بالجهاز.

“إذا صورنا المروحية وهي تحلق فوق ملعب كرة قدم ، فيمكننا أن نتخيل صوتًا واحدًا يتم التقاطه في الجزء الخلفي من منطقة نهاية المنزل ، والمرحلة التالية عند خط 20 ياردة ، والمروحية التالية في خط الوسط ، ثم واحدة في 20 ياردة أخرى قال هولبروك ، وأخيراً واحدًا في الجزء الخلفي من منطقة نهاية الزائر — إجمالي خمسة أصوات على طول الحقل بالكامل. “ثم نضع هذه الأصوات بجانب بعضها البعض في مقاطع عرضية طويلة جدًا ، ونحصل على صورة لطبقات في باطن الأرض – مدى عمقها ، وطريقة غمسها ، وما إلى ذلك.”

أخذ الباحثون أيضًا قياسات المجال المغناطيسي ، والتي أعطتهم معلومات عن الخصائص المغناطيسية للصخور على عمق 8200 قدم تحت يلوستون. مجتمعة ، سمحت لهم البيانات بتحديد العناصر الموصلة كهربائياً والمقاومة تحت السطح: بشكل فعال ، السباكة في يلوستون.

كان أحد النتائج المهمة من العمل هو مدى اتصال الميزات البعيدة تحت الأرض. تشترك Old Faithful وحوض Upper Geyser في المنتزه بمصدر حراري مائي مع Firehole Meadows في المنتزه على بعد 650 فقط تحت السطح ، على الرغم من أن المواقع تبعد أكثر من 6 أميال عن بعضها البعض.

أضاف هولبروك أن الاتصال الحراري المائي يتضمن أيضًا وصلات في الكيمياء الجيولوجية وعلم الأحياء الدقيقة في الينابيع الساخنة. الينابيع الساخنة في يلوستون فريدة من نوعها لحياتهم المتطرفة؛ المخلوقات القاسية مثل البكتيريا الزرقاء التي تزدهر في درجات حرارة شديدة الارتفاع تجعل العلماء الذين يحاولون معرفة كيف يمكن أن تكون الحياة الفضائية. قد تؤدي الروابط الحرارية المائية المكتشفة حديثًا بين مناطق مختلفة من المتنزه إلى تغيير فهم علماء الأحياء للتطور المتطرف.

“نحن نخطط للعمل مع علماء الأحياء الدقيقة الذين يتطلعون إلى ربط مناطق اختلاط المياه الجوفية والغاز بمناطق شديدة التنوع الميكروبي ، ويستخدم الجيولوجيون نماذجنا لرسم خرائط لتدفقات الحمم البركانية وتقدير أحجام الثوران البركاني ، وعلماء الهيدرولوجيا المهتمون بدمج مسارات التدفق ومناطق السوائل الساخنة والباردة لتحديد كيفية تدفق المياه الجوفية “، قالت كارول فين ، عالمة الجيوفيزياء في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية والمؤلفة الرئيسية للورقة ، في رسالة بالبريد الإلكتروني إلى جيزمودو.

وأضاف فين: “في المستقبل ، يوفر تكامل نماذجنا مع البيانات الكهرومغناطيسية الجديدة ذات الاستشعار الأعمق إمكانية تصوير الاتصالات بين الأنظمة الحرارية المائية الضحلة والعميقة في يلوستون والصهارة ، مما يوفر رؤية كاملة للنظام”.

الكمية الهائلة من البيانات التي جمعها الفريق في انتظار جمعها لمزيد من الأفكار. إن البحث المحمول جواً هو مجرد المرور الأول لإلقاء نظرة متعمقة حرفياً على العمليات الأساسية في يلوستون.

المزيد: 5 حدائق وطنية يجب زيارتها قبل أن تموت و / أو تموت