Quando lo Steamboat Geyser del Parco Nazionale di Yellowstone, che spara acqua più in alto di qualsiasi geyser attivo al mondo, si è risvegliato nel 2018 dopo tre anni e mezzo di dormienza, alcuni ipotizzarono che fosse un presagio di possibili eruzioni vulcaniche esplosive all'interno del bacino del geyser circostante. Queste cosiddette esplosioni idrotermali possono scagliare fango, sabbia e rocce nell'aria e rilasciano vapore caldo, mettere in pericolo vite umane; una tale esplosione a White Island in Nuova Zelanda nel dicembre 2019 ha ucciso 22 persone.

Un nuovo studio di geoscienziati che studiano i geyser getta acqua fredda su quell'idea, trovando poche indicazioni del movimento del magma sotterraneo che sarebbe un prerequisito per un'eruzione. I geyser si trovano appena fuori dalla caldera vulcanica più grande e dinamica della nazione, ma non si sono verificate grandi eruzioni negli ultimi 70, 000 anni.

"Le esplosioni idrotermali - fondamentalmente l'acqua calda che esplode perché entra in contatto con la roccia calda - sono uno dei maggiori pericoli a Yellowstone, " ha detto Michael Manga, professore di scienze della terra e planetarie all'Università della California, Berkeley, e l'autore senior dello studio. "Il motivo per cui sono problematici è che sono molto difficili da prevedere; non è chiaro se ci siano precursori che ti permetterebbero di fornire un avvertimento".

Lui e il suo team hanno scoperto che, mentre il terreno intorno al geyser è aumentato e la sismicità è leggermente aumentata prima che il geyser si riattivasse e l'area attualmente irradia leggermente più calore nell'atmosfera, nessun altro geyser dormiente nel bacino si è riavviato, e la temperatura dell'acqua sotterranea che spinge le eruzioni di Steamboat non è aumentata. Anche, nessuna sequenza di eruzioni Steamboat diversa da quella iniziata nel 2018 si è verificata dopo periodi di alta attività sismica.

"Non troviamo alcuna prova che ci sia una grande eruzione in arrivo. Penso che sia un aspetto importante, " Egli ha detto.

Lo studio sarà pubblicato questa settimana in Atti dell'Accademia Nazionale delle Scienze .

manga, che ha studiato geyser in giro per il mondo e ne ha creati alcuni nel suo laboratorio, ha deciso con i suoi colleghi di rispondere a tre domande principali su Steamboat Geyser:perché si è risvegliato? Perché il suo periodo è così variabile, da 3 a 17 giorni? e perché schizza così in alto?

Il team ha trovato le risposte a due di queste domande. Confrontando le altezze delle colonne di 11 diversi geyser negli Stati Uniti, Russia, Islanda e Cile con la profondità stimata del serbatoio d'acqua da cui provengono le loro eruzioni, hanno scoperto che più profondo è il serbatoio, più alto è il getto di eruzione. Geyser del battello a vapore, con un serbatoio a circa 25 metri (82 piedi) sotto terra, ha la colonna più alta, fino a 115 metri, o 377 piedi - mentre due geyser che Manga ha misurato in Cile erano tra i più bassi - eruzioni alte circa un metro (3 piedi) da serbatoi a 2 e 5 metri sotto terra.

"Quello che stai facendo davvero è riempire un contenitore, raggiunge un punto critico, lo svuoti e poi finisci il liquido che può fuoriuscire finché non si riempie di nuovo, " disse. "Più vai in profondità, maggiore è la pressione. Maggiore è la pressione, maggiore è la temperatura di ebollizione. E più calda è l'acqua, più energia ha e più alto è il geyser."

Per esplorare le ragioni della variabilità di Steamboat Geyser, il team ha assemblato i record relativi a 109 eruzioni risalenti alla sua riattivazione nel 2018. I record includevano dati meteorologici e di flusso del flusso, letture del sismometro e della deformazione del suolo, e osservazioni di appassionati di geyser. Hanno anche esaminato i precedenti periodi attivi e dormienti di Steamboat e altri nove geyser di Yellowstone, e dati sulle emissioni termiche della superficie del suolo dal Norris Geyser Basin.

Hanno concluso che le variazioni delle precipitazioni e dello scioglimento della neve erano probabilmente responsabili di parte del periodo variabile, e possibilmente anche per il periodo variabile di altri geyser. In primavera e all'inizio dell'estate, con neve e pioggia che si sciolgono, la pressione dell'acqua sotterranea spinge più acqua nel serbatoio sotterraneo, fornendo più acqua calda per eruttare più frequentemente. Durante l'inverno, con meno acqua, una minore pressione delle acque sotterranee riempie il serbatoio più lentamente, portando a periodi più lunghi tra le eruzioni. Poiché l'acqua spinta nel serbatoio proviene da luoghi ancora più profondi del serbatoio, l'acqua ha decenni o secoli prima di eruttare di nuovo in superficie, Egli ha detto.

In ottobre, I membri del team di Manga hanno dimostrato l'impatto estremo che la carenza d'acqua e la siccità possono avere sui geyser. Hanno dimostrato che l'iconico Old Faithful Geyser di Yellowstone ha smesso di eruttare completamente per circa 100 anni nel XIII e XIV secolo, basato sulla datazione al radiocarbonio di pini lodgepole mineralizzati che crescevano intorno al geyser durante la sua dormienza. Normalmente l'acqua è troppo alcalina e la temperatura troppo alta perché gli alberi crescano vicino a geyser attivi. Il periodo di dormienza ha coinciso con un lungo periodo caldo, periodo di siccità negli Stati Uniti occidentali chiamato Anomalia climatica medievale, che potrebbe aver causato la scomparsa di diverse civiltà dei nativi americani in Occidente.

"Il cambiamento climatico influenzerà i geyser in futuro, " ha detto Manga.

Manga e il suo team non sono stati in grado di determinare il motivo per cui Steamboat Geyser è stato riavviato il 15 marzo. 2018, dopo tre anni e 193 giorni di inattività, sebbene il geyser sia noto per essere molto più variabile dell'Old Faithful, che di solito si attiva ogni 90 minuti circa. Non sono riusciti a trovare alcuna prova definitiva che il nuovo magma che sale al di sotto del geyser ne abbia causato la riattivazione.

La riattivazione può avere a che fare con modifiche all'impianto idraulico interno, Egli ha detto. I geyser sembrano richiedere tre ingredienti:calore, acqua e rocce fatte di silice-biossido di silicio. Poiché l'acqua calda nei geyser si dissolve e rideposita continuamente la silice, ogni volta che lo Steamboat Geyser erutta, porta circa 200 chilogrammi, o 440 libbre di silice disciolta. Parte di questa silice si deposita nel sottosuolo e può cambiare il sistema idraulico sotto il geyser. Tali cambiamenti potrebbero interrompere temporaneamente o riattivare le eruzioni se il tubo viene deviato, Egli ha detto.

Manga ha sperimentato i geyser nel suo laboratorio per capire perché eruttano periodicamente, e almeno in laboratorio, sembra essere causato da anse o camere laterali nel tubo che intrappolano bolle di vapore che fuoriescono lentamente, riscaldando la colonna d'acqua sopra fino a quando tutta l'acqua può bollire dall'alto verso il basso, esplodendo in modo esplosivo in una colonna di acqua e vapore.

Gli studi sulle eruzioni d'acqua dai geyser potrebbero dare un'idea delle eruzioni di roccia calda dai vulcani, Egli ha detto.

"Quelle che abbiamo fatto sono domande molto semplici ed è un po' imbarazzante che non possiamo rispondere, perché significa che ci sono processi fondamentali sulla Terra che non comprendiamo del tutto, " Manga ha detto. "Uno dei motivi per cui sosteniamo che dobbiamo studiare i geyser è che se non riusciamo a capire e spiegare come erutta un geyser, la nostra speranza di fare la stessa cosa per il magma è molto più bassa."