Quando Steamboat Geyser, il più alto del mondo, ha ricominciato a eruttare nel 2018 nel Parco Nazionale di Yellowstone dopo decenni di relativo silenzio, ha sollevato alcune domande scientifiche allettanti. Perché è così alto? Perché sta eruttando di nuovo adesso? E cosa possiamo imparare prima che torni a tacere?

L'Università dello Utah studia da decenni la geologia e la sismologia di Yellowstone e le sue caratteristiche uniche, quindi gli scienziati U erano pronti a cogliere l'opportunità di dare uno sguardo senza precedenti al funzionamento di Steamboat Geyser. I loro risultati forniscono un'immagine della profondità del geyser e una ridefinizione di una relazione a lungo ipotizzata tra il geyser e una sorgente vicina. I risultati sono pubblicati nel Journal of Geophysical Research-Terra solida .

"Noi scienziati non sappiamo davvero cosa impedisce a un geyser di eruttare regolarmente, come Old Faithful, contro irregolarmente, come Steamboat, "dice Fan-Chi Lin, professore associato presso il Dipartimento di Geologia e Geofisica. "La struttura dell'impianto idraulico del sottosuolo probabilmente controlla le caratteristiche dell'eruzione di un geyser. Questa è la prima volta che siamo stati in grado di visualizzare la struttura dell'impianto idraulico di un geyser fino a più di 325 piedi (100 m) di profondità".

Incontra Steamboat Geyser

Se ti viene chiesto di nominare un geyser di Yellowstone e "Old Faithful" è l'unico che ti viene in mente, allora sei in ritardo per un'introduzione a Steamboat. Le altezze delle eruzioni registrate raggiungono i 360 piedi (110 m), abbastanza alto da schizzare la cima della Statua della Libertà.

"Guardare una grande eruzione di Steamboat Geyser è piuttosto sorprendente, "dice Jamie Farrell, un professore assistente di ricerca con le stazioni sismografiche dell'Università dello Utah. "La cosa che ricordo di più è il suono. Puoi sentire il rombo e sembra un motore a reazione. Sapevo già che Steamboat era il geyser attivo più alto del mondo, ma vederlo in grande eruzione mi ha lasciato senza fiato".

A differenza del suo famoso cugino, Steamboat Geyser è tutt'altro che fedele. Ha avuto solo tre periodi di attività prolungata nella storia documentata:uno negli anni '60, uno negli anni '80 e uno iniziato nel 2018 e che continua ancora oggi. Ma l'attuale fase dell'attività dei geyser ha già visto più eruzioni rispetto a entrambe le fasi precedenti.

Vicino a Steamboat Geyser c'è una piscina chiamata Cistern Spring. Perché la sorgente della cisterna drena quando il battello a vapore erutta, si è ipotizzato che le due caratteristiche siano direttamente connesse.

"Con la nostra capacità di implementare rapidamente strumenti sismici in modo non intrusivo, questo periodo attuale sta fornendo l'opportunità di comprendere meglio le dinamiche di Steamboat Geyser e Cistern Spring, il che fa molto per aiutarci a capire il comportamento eruttivo, "dice Farrell.

Fare una TAC al geyser

Ormai da diversi anni, Gli scienziati hanno studiato le caratteristiche del Parco Nazionale di Yellowstone, tra cui Old Faithful, utilizzando piccole, sismometri portatili. Gli strumenti delle dimensioni di un pallone da calcio possono essere schierati a dozzine ovunque i ricercatori abbiano bisogno fino a un mese per schieramento al fine di ottenere un'immagine di ciò che sta accadendo sotto terra. Ogni lieve movimento del suolo, anche le periodiche ondate di folla sulle passerelle di Yellowstone, viene sentito e registrato.

E proprio come i medici possono utilizzare più raggi X per creare una scansione TC dell'interno di un corpo umano, i sismologi possono utilizzare più sismometri che registrano più eventi sismici (in questo caso, gorgogliante all'interno della colonna d'acqua surriscaldata del geyser) per costruire una sorta di immagine del sottosuolo.

Nelle estati del 2018 e del 2019, Farrell e colleghi hanno collaborato con il National Park Service e hanno posizionato 50 sismometri portatili in una serie intorno a Steamboat Geyser. Il dispiegamento del 2019 ha registrato sette grandi eruzioni, con una serie di periodi di inter-eruzione da tre a otto giorni di distanza, ciascuno fornendo una ricchezza di dati.

Immergere le profondità

I risultati hanno mostrato che i canali sotterranei e le fessure che compongono Steamboat Geyser si estendono per almeno 140 piedi (140 m). È molto più profondo delle tubature dell'Old Faithful, che è di circa 260 piedi (80 m).

I risultati non mostrano un collegamento diretto tra Steamboat Geyser e Cistern Spring, però.

"Questa scoperta esclude l'ipotesi che le due caratteristiche siano collegate a qualcosa come un tubo aperto, almeno nei 140 metri superiori, "dice Sin-Mei Wu, uno studente di dottorato appena laureato che lavora con Lin e Farrell. Questo non vuol dire che le due caratteristiche siano totalmente separate, anche se. Il fatto che la piscina si scarichi quando erutta Steamboat suggerisce che sono ancora collegati in qualche modo, ma probabilmente attraverso piccole fratture o pori nella roccia che non sono rilevabili utilizzando i segnali sismici registrati dai ricercatori. "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. Ma, Intanto, 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."