علماء يفسرون سر الاهتزازات الأرضية في حديقة يلوستون الوطنية

رسم العلماء، قلب نبع المياه الساخنة old faithful، وكشفوا عن القياس الجيولوجي لعمق المياه المسبب للانفجارات الشهيرة لهذا المعلم. حيث ينفث نبع المياه الساخنة في حديقة يلوستون الوطنية الماء المغلي كل 44-125 دقيقة ولكن، ما يحدث تحت سطح الأرض ظل إلى حد كبير لغزًا.

وفي دراسة جديدة، تتبع الباحثون المسارات التي تغذي نبع المياه الساخنة، من خزان المياه الساخنة التي تغذي الفتحة على سطح الأرض، إلى حركة الأرض ما بين هذه الانفجارات.

وعلى الرغم من شهرته، والملايين من الزوار الذين يرسمونه كل عام، لا يُعرف سوى القليل عن نبع old faithful.وقال روبرت سميث، وهو باحث في يلوستون منذ فترة طويلة وأستاذ البحوث المتميز للجيولوجيا والجيوفيزياء. "يوجد هنا هذا النبع المبدع في يلوستون، وهو معروف في جميع أنحاء العالم، ولكن لم يتم رسم قياساته الجيولوجية كاملة من حوض يلوستون العلوي ولم ندرس كيف يرتبط توقيت الانفجارات بالهزات الأرضية قبل الانفجارات".

ولقد استخدم الباحثون من جامعة يوتا البيانات من شبكة الزلازل لرصد المنطقة وتحت المنبع. وفي الحديقة الوطنية، تستقر بعض الفنادق ومحلات بيع الهدايا، والمباني الأخرى فوق هذا المنبع الحراري، حيث تقبع الحرارة المفرطة. ولمعرفة المزيد عن المنطقة، قام الفريق بتحليل قياسات 30 من أجهزة قياس الزلازل الدائمة حول الحديقة، وكشفت البيانات عن اهتزاز الأرض الذي يمكن أن يساعد في التحذير من الزلازل والأحداث البركانية.

كما استخدموا 133 جهاز من أجهزة قياس الزلازل المحمولة في مناطق المنبع الساخن على مدى دراسة لمدة أسبوعين.

وقال فان تشي لين، وهو مؤلف مشارك في الدراسة: "نحاول استخدام اهتزازات الأرض المستمرة التي تنجم عن البشر والسيارات والرياح والماء والغلايات المائية الحرارية في يلوستون وتحويلها إلى إشارة لدينا. يمكننا استخلاص إشارة مفيدة من الخلفية المحيطة باهتزاز الأرض."

وكشفت أجهزة الاستشعار عن هزات زلزالية شديدة للمنطقة حول المنبع الساخن، والتي تدوم كل منها حوالي 60 دقيقة. ويقول الباحثون إن هذا يحدث قرب نهاية الانفجار - وليس في ذروة الهزة. ثم، تكون هناك فترات هدوء لحوالي 30 دقيقة. وبمجرد انتهاء الثوران، يُملأ الخزان احتياطيًا بالماء الساخن.

ويقول المؤلف المشارك جيمي فاريل: "بينما يتم ملئ هذا التجويف، نجد الكثير من فقاعات الضغط الساخنة، عندما يصعدون للسطح، يهدؤون بسرعة شديدة مما يؤدي إلى الانهيار والانفجار."

واستخدم الفريق أيضًا أدوات حاسوبية للمساعدة في العثور على الإشارات المهمة في الضوضاء الزلزالية، باستخدام السمات الحرارية المائية كمصدر لدراسة انتشار الطاقة. واكتشفوا ميزة ضخمة تحت الأرض إلى الغرب من المنبع الساخن والتي تسببت في إبطاء الموجات الزلزالية هذه.

وتقترح مقاييس الزلازل وجود خزان، والذي يحمل المياه من خلال الشقوق، ويبلغ عرضه حوالي 200 متر. ومن المحتمل أن يسع لحوالي 300.000 متر مكعب من المياه - أو أكثر من 79 مليون غالون. ومع ذلك، فإن كل انفجار يفجر حوالي 30 مترًا مكعبًا من المياه، أو ما يقرب من 8000 غالون. هذا هو تقدير تقريبي، وفقا لوو، الذي يلاحظ أيضا أن الفريق كان "مندهشا بأنه كان كبيرا جدا هكذا".

ويعتزم الفريق على إعادة زيارة المنطقة بمجرد إغلاق الحديقة في فصل الشتاء، للكشف عن رؤى جديدة حول الطرق التي تنتقل بها موجات الزلزال، وكيف يمكن أن تؤثر تغيرات درجة حرارة الهواء على النشاط تحت السطح.