När Steamboat Geyser, världens högsta, började utbrista igen 2018 i Yellowstone National Park efter decennier av relativ tystnad, det väckte några frestande vetenskapliga frågor. Varför är den så hög? Varför bryter det ut igen nu? Och vad kan vi lära oss om det innan det blir tyst igen?

University of Utah har studerat geologins och seismologin i Yellowstone och dess unika egenskaper i decennier, så U -forskare var redo att hoppa på möjligheten att få en oöverträffad titt på hur Steamboat Geyser fungerar. Deras fynd ger en bild av gejsarens djup samt en omdefiniering av ett länge antaget förhållande mellan gejsaren och en närliggande källa. Resultaten publiceras i Journal of Geophysical Research-Solid Earth .

"Vi forskare vet inte riktigt vad som styr en gejser från att regelbundet bryta ut, som Old Faithful, kontra oregelbundet, som Steamboat, "säger Fan-Chi Lin, docent vid institutionen för geologi och geofysik. "VVS -strukturen under ytan styr sannolikt utbrottskarakteristiken för en gejsare. Det här är första gången vi kunde avbilda en gejsers VVS -struktur ner till mer än 100 meter djup."

Möt Steamboat Geyser

Om du blir ombedd att namnge en Yellowstone -gejsare och "Old Faithful" är den enda som jag tänker på, då är du försenad för en introduktion till Steamboat. Registrerade utbrottshöjder når upp till 110 fot, tillräckligt hög för att stänka toppen av Frihetsgudinnan.

"Att se ett stort utbrott av Steamboat Geyser är ganska fantastiskt, "säger Jamie Farrell, en forskningsassistent professor vid University of Utah Seismograph Stations. "Det jag minns mest är ljudet. Du kan känna mullret och det låter som en jetmotor. Jag visste redan att Steamboat var den högsta aktiva gejsaren i världen, men när jag såg det i ett stort utbrott blåste jag bort det. "

Till skillnad från sin kända kusin, Steamboat Geyser är allt annat än trogen. Den har bara haft tre perioder av långvarig aktivitet i inspelad historia - en på 1960 -talet, en på 1980 -talet och en som började 2018 och fortsätter idag. Men den nuvarande fasen av gejseraktivitet har redan sett fler utbrott än någon av de tidigare faserna.

Nära Steamboat Geyser är en pool som heter Cistern Spring. Eftersom Cistern Spring rinner ut när Steamboat utbrott, man har antagit att de två funktionerna är direkt anslutna.

"Med vår förmåga att snabbt sätta in seismiska instrument på ett icke -påträngande sätt, denna nuvarande period ger möjlighet att bättre förstå dynamiken i Steamboat Geyser och Cistern Spring, som hjälper oss att förstå utbrott av beteende, säger Farrell.

Ge gejsaren en CT -skanning

Sedan flera år tillbaka, U -forskare har studerat funktionerna i Yellowstone National Park, inklusive Old Faithful, använder små, bärbara seismometrar. De fotbollsstora instrumenten kan distribueras av dussintals varhelst forskarna behöver i upp till en månad per distribution för att få en bild av vad som händer under marken. Varje liten rörelse av marken, även de periodiska svällningarna av folkmassor på Yellowstones strandpromenader, känns och registreras.

Och precis som läkare kan använda flera röntgenstrålar för att skapa en CT-skanning av människokroppens inre, seismologer kan använda flera seismometrar som registrerar flera seismiska händelser (i detta fall bubblande i gejsarens överhettade vattenspelare) för att bygga en sorts bild av underjorden.

Under somrarna 2018 och 2019, Farrell och kollegor samarbetade med National Park Service och placerade 50 bärbara seismometrar i en uppsättning runt Steamboat Geyser. Utplaceringen 2019 registrerade sju stora utbrott, med en rad inter-utbrott perioder med tre till åtta dagars mellanrum, var och en ger en mängd data.

VVS djup

Resultaten visade att de underjordiska kanalerna och sprickorna som består av Steamboat Geyser sträcker sig ner minst 140 meter. Det är mycket djupare än VVS av Old Faithful, som är cirka 260 fot (80 m).

Resultaten gjorde inte visa en direkt koppling mellan Steamboat Geyser och Cistern Spring, dock.

"Denna upptäckt utesluter antagandet att de två funktionerna är kopplade till något som ett öppet rör, åtminstone på de övre 140 meterna, "säger Sin-Mei Wu, en nyutexaminerad doktorand som arbetar med Lin och Farrell. Därmed inte sagt att de två funktionerna är helt separata, fastän. Det faktum att poolen rinner ut när Steamboat utbrott tyder på att de fortfarande är anslutna på något sätt, men förmodligen genom små frakturer eller porer i berget som inte kan detekteras med hjälp av de seismiska signalerna som forskarna registrerade. "Understanding the exact relationship between Steamboat and Cistern will help us to model how Cistern might affect Steamboat eruption cycles, " added Wu.

Will scientists eventually be able to predict when the geyser will erupt? Maybe, Wu says, with a better understanding of hydrothermal tremor and a long-term monitoring system. Men, sålänge, Wu says, this study is really just the beginning of understanding how Steamboat Geyser works.

"We now have a baseline of what eruptive activity looks like for Steamboat, " Lin pointed out. "When it becomes less active in the future, we can re-deploy our seismic sensors and get a baseline of what non-active periods look like. We then can continuously monitor data coming from real-time seismic stations by Steamboat and assess whether it looks like one or the other and get a more real-time analysis of when it looks like it is switching to a more active phase."