Гидротермальные взрывы происходят, когда перегретая вода, находящаяся под поверхностью Земли, быстро превращается из жидкости в пар, яростно разрушая удерживающую породу. Кипящая вода, пар, грязь и обломки породы выбрасываются на площадь от нескольких метров до нескольких километров в диаметре. Хотя энергия изначально исходит из глубокого магматического источника, эта энергия передается на поверхность циркулирующей метеорной водой или смесями метеорной и магматической воды, а не магмой , как это происходит при извержениях вулканов . Энергия хранится в виде тепла в горячей воде и породе 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 вместе с водой и паром выбрасываются камни и грязь. [1]
Гидротермальные взрывы происходят там, где неглубокие взаимосвязанные резервуары воды при температуре до 250 °C лежат под термальными полями. Вода обычно кипит при 100 °C, но под давлением ее точка кипения увеличивается, в результате чего вода становится перегретой . Внезапное снижение давления вызывает быстрый фазовый переход из жидкости в пар, что приводит к взрыву воды и обломков горных пород. [2] Во время последнего ледникового периода многие гидротермальные взрывы были вызваны сбросом давления при отступлении ледников . [3] Другими причинами являются сейсмическая активность , эрозия или гидравлический разрыв . [4]
_(Holocene;_Yellowstone,_Wyoming,_USA)_3.jpg/1280px-Indian_Pond_(hydrothermal_explosion_crater)_(Holocene;_Yellowstone,_Wyoming,_USA)_3.jpg)
Йеллоустонский национальный парк — это термически активная область с обширной системой горячих источников, фумарол , гейзеров и грязевых котлов . Также есть несколько гидротермальных взрывных кратеров, которые не следует путать с кальдерами , которые являются обрушениями. Восемь из этих гидротермальных взрывных кратеров находятся в гидротермально сцементированных ледниковых отложениях, а два — в плейстоценовом туфе пеплового потока . [1] Каждый из них окружен ободом, состоящим из обломков, полученных из кратера, высотой от 30 до 100 футов. [3]
В Йеллоустоуне произошло более 20 крупных гидротермальных взрывов, примерно один раз в 700 лет. [2] Считается, что температура магматического резервуара под Йеллоустоуном превышает 800 °C, что приводит к нагреванию пород в регионе. Если это так, то средний тепловой поток, поставляемый конвекционными потоками, в 30 раз больше, чем где-либо в Скалистых горах . Таяние снега и осадки просачиваются в землю с большой скоростью и могут проводить достаточно тепла, чтобы поднять температуру грунтовых вод почти до кипения.
Феномен гейзерных бассейнов является продуктом горячих грунтовых вод, поднимающихся близко к поверхности и время от времени вырывающихся наружу. Температура воды 238 °C на глубине 332 метра была зарегистрирована в бассейне гейзеров Норрис . [5] Изначально бассейн Карман был озером, подпруженным льдом над гидротермальной системой. Таяние льда во время последнего ледникового периода привело к быстрому осушению озера, что вызвало внезапное изменение давления, вызвавшее мощный гидротермальный взрыв. [1]
Гидротермальный взрыв похож на извержение гейзера, за исключением того, что он охватывает окружающие скалы и грязь и не происходит периодически. [6]
Один из известных гидротермальных гейзеров — Old Faithful , который выбрасывает струи пара и воды примерно каждые полтора часа в среднем. Редко когда какой-либо паровой взрыв яростно выбрасывал воду и камни на тысячи футов над землей; однако в геологической истории Йеллоустона эти колоссальные события были зафиксированы много раз и, как было обнаружено, создали новые холмы и сформировали части ландшафта.
Самый большой гидротермальный взрыв, когда-либо задокументированный, произошел недалеко от северного края озера Йеллоустоун , на набережной, обычно известной как «Мэри-Бей». Сейчас он представляет собой кратер длиной 1,5 мили, и образовался он сравнительно недавно, примерно 13 800 лет назад. Считается, что этот кратер образовался в результате последовательности нескольких гидротермальных взрывов за короткое время. Что именно вызвало эту серию событий, пока точно не установлено, но вулканологи полагают, 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.
Большинство недавних крупных гидротермальных взрывов Йеллоустоуна стали следствием внезапных изменений давления глубоко внутри гидротермальной системы. Как правило, эти более крупные взрывы создали кратеры в направлении с севера на юг (между Норрисом и Маммот Хот Спрингс ). Предполагается, что все известные гидротермальные кратеры были созданы между 14 000 и 3 000 лет назад. Вулканологи считают, что никакая магма никогда не прорывалась сквозь хрупкую кору Йеллоустоунского парка и не вызывала движение магмы в резервуаре под Йеллоустоуном.
Несколько небольших гидротермальных взрывов были зарегистрированы с момента открытия Йеллоустонского национального парка. В 1880-х годах гейзер Эксельсиор в бассейне гейзеров Мидуэй был известен значительными гидротермальными взрывами. [7] Другие взрывы были связаны с сейсмическими событиями, например, во время землетрясения в озере Хебген в 1959 году , [8] в то время как другие связаны с изменениями в подземных водах под гейзерами или горячими источниками, например, взрыв гейзера Поркчоп в бассейне гейзеров Норрис в 1989 году . [9] Небольшие гидротермальные извержения происходят почти ежегодно, [10] хотя многие из них происходят в глубинке Йеллоустона. [7]
23 июля 2024 года несколько туристов, пришедших из горячего источника Black Diamond Pool в Бисквит-Бэйсин , стали свидетелями небольшого гидротермального взрыва . [11] Взрыв, вероятно, вызванный изменением водопровода под горячим источником, выбросил в воздух струю воды и обломков камней на высоту 400–600 футов (120–180 м). [12] Хотя никто не пострадал, взрыв вынудил Бисквит-Бэйсин закрыть на оставшуюся часть сезона 2024 года. [7]