Гидротермальный взрыв - Hydrothermal explosion

Гидротермальные взрывы происходит, когда перегретая вода попав в ловушку под поверхностью земли, быстро превращается из жидкости в пар, сильно разрушая ограничивающую породу. Кипящая вода, пар, грязь и обломки горных пород выбрасываются на площади от нескольких метров до нескольких километров в диаметре. Хотя энергия по своей сути исходит из глубокого огненный источник, эта энергия передается на поверхность за счет циркуляции метеорная вода а не магма, как это происходит в извержения вулканов. Энергия накапливается в виде тепла в горячей воде и камнях в пределах нескольких сотен футов от поверхности.

Гидротермальные взрывы вызваны тем же механизмом нестабильности и цепной реакции, что и гейзеры но они настолько сильны, что камни и грязь выбрасываются вместе с водой и паром.^[1]

Причина

Гидротермальные взрывы происходят там, где неглубокие взаимосвязанные водоемы с температурой до 250 ° Цельсия лежат в основе тепловых полей. Вода обычно закипает при 100 ° C, но под давлением ее точка кипения увеличивается, в результате чего вода становится перегретый. Внезапное снижение давления вызывает быстрое фаза перехода из жидкости в пар, в результате чего происходит взрыв воды и обломков породы.^[2] Вовремя последний ледниковый период, многие гидротермальные взрывы были вызваны сбросом давления, когда ледники отступил.^[3] Другие причины: сейсмическая активность, эрозия, или же гидроразрыв.^[4]

Йеллоустон

Йеллоустонский Национальный Парк это термально активная зона с обширной системой горячих источников, фумаролы, гейзеры, и грязевые котлы. Есть также несколько кратеров гидротермального взрыва, которые не следует путать с кальдеры, которые являются элементами коллапса. Восемь из этих кратеров гидротермального взрыва находятся в гидротермально цементированных ледниковых отложениях, а два - в Плейстоцен пепел туф.^[1] Каждый из них окружен краем, состоящим из обломков кратера высотой от 30 до 100 футов.^[3]

В Йеллоустоне произошло более 20 крупных гидротермальных взрывов, примерно по одному раз в 700 лет.^[2] Считается, что температура магматического резервуара ниже Йеллоустоуна превышает 800 ° по Цельсию, вызывая нагрев горных пород в регионе. Если это так, средний тепловой поток, обеспечиваемый конвекционные потоки в 30 раз больше, чем где-либо в скалистые горы. Таяние снега и дожди просачиваются в землю с большой скоростью и могут проводить достаточно тепла, чтобы поднять температуру грунтовых вод почти до кипения.

Явления бассейнов гейзеров являются результатом того, что горячие грунтовые воды поднимаются близко к поверхности и иногда пробиваются сквозь нее. Температура воды 238 ° C на высоте 332 метра была зафиксирована в Бассейн Норрис Гейзер.^[5] Карманный бассейн был первоначально замороженным льдом озером над гидротермальной системой. Тающий лед во время последний ледниковый период вызвало быстрое истощение озера, вызвав резкое изменение давления, вызвавшее мощный гидротермальный взрыв.^[1]

Гейзеры

Гидротермальный взрыв похож на извержение гейзера, за исключением того, что он включает окружающие камни и грязь.^[6]

Один хорошо известный гидротермальный гейзер - Старый Верный который выбрасывает струи пара и воды в среднем каждые полтора часа. Редко когда какой-либо паровой взрыв резко выбрасывал воду и камни на тысячи футов над землей; однако в Йеллоустон В геологической истории эти колоссальные события регистрировались много раз, и было обнаружено, что они создали новые холмы и сформировали части ландшафта.

Самый крупный гидротермальный взрыв, когда-либо зарегистрированный, произошел около северной окраины Йеллоустонское озеро, на набережной, известной как «Мэри-Бэй». Теперь он состоит из кратера длиной 1,5 мили и образовался сравнительно недавно, примерно 13 800 лет назад. Считается, что этот кратер образовался в результате серии нескольких гидротермальных взрывов за короткое время. Что спровоцировало эту серию событий, пока точно не установлено, но вулканологи считают, что сильное землетрясение могло сыграть свою роль, ускорив таяние близлежащих ледников и, таким образом, сбросив давление в гидротермальной системе. С другой стороны, причиной могли быть быстрые изменения уровня озера Йеллоустоун.

Недавние взрывы

Большинство недавних крупных гидротермальных взрывов в Йеллоустоне были следствием внезапных изменений давления глубоко внутри гидротермальной системы. Как правило, эти более крупные взрывы образовывали кратеры по схеме север-юг (между Норрис и Мамонт Хот Спрингс ). Подсчитано, что все известные гидротермальные кратеры были созданы между 14 000 и 3 000 лет назад. Вулканологи полагают, что никакая магма никогда не пробивалась сквозь хрупкую кору Йеллоустонского парка и не вызывала движения магмы в резервуаре под Йеллоустоуном.

Смотрите также

• Фреатическое извержение - Извержение вулкана, вызванное взрывом пара

Рекомендации

1. Л. Дж. П. Маффлер, Р. Д. Уайт и А. Х. Трусделл (март 1971 г.), Кратеры гидротермального взрыва в Йеллоустонском национальном парке, 82, Бюллетень GSA, стр. 723–740, Дои:10.1130/0016-7606 (неактивно 2020-10-05)
2. Морган, Л. А .; Shanks, W. P .; Пирс, К. Л., Среда сверхизвержения способствует «супер» гидротермальным взрывам: экстремальные гидротермальные взрывы в Йеллоустонском национальном парке, Американский геофизический союз, осеннее собрание 2006 г., Bibcode:2006AGUFM.V33C0689M
3. Роберт Бэр Смит, Ли Дж. Сигел (2000), Окна в землю: геологическая история национальных парков Йеллоустоун и Гранд-Тетон, Oxford University Press, США, стр. 64–66, ISBN  0-19-510597-4
4. Роза, Уильям Ингерсолл (2004), Стихийные бедствия в Сальвадоре, Геологическое общество Америки, стр. 246–247, ISBN  0-8137-2375-2
5. «Супервулкан Йеллоустон». Архивировано из оригинал на 2014-08-05. Получено 2008-05-20.
6. Ангус М. Тюермер (25 мая 2009 г.), Йеллоустонский взрыв: геологи стали свидетелями редкого Йеллоустонского взрыва, Новости и путеводитель по Джексон Хоул

внешняя ссылка

• Фотография гидротермального взрыва