Гейзеры имеют петли в своей «водопроводной системе»: Периодические извержения связаны с подземными изгибами и боковыми камерами

Периодические извержения гейзеров, таких как «Старый служака» в Йеллоустонском национальном парке, обусловлены петлями или боковыми камерами в их подземных каналах. К такому выводу пришли вулканологи из Калифорнийского университета в Беркли.

Ключевым элементом, по словам профессора наук о Земле и планетах Майкла Манга, является подземный изгиб или петля, которая улавливает пар, а затем медленно выпускает пузырьки, нагревая водяной столб до температуры, близкой к кипению. В конце концов, пузырьки пара вызывают внезапное закипание в верхней части столба, что снижает давление на воду ниже и позволяет ей также вскипеть. Столб по сути закипает сверху вниз, выбрасывая воду и пар на сотни футов в воздух.

Новое понимание механики гейзеров основано на полевых исследованиях гейзеров в Чили и Йеллоустоне, а также на эксперименте с лабораторной моделью гейзера из стекла с петлей. Эта модель извергается периодически, хотя и не так регулярно, как настоящий гейзер Эль-Хефе в пустыне Атакама, который извергался каждые 132 секунды с отклонением в две секунды в течение шести дней наблюдений.

Это исследование важно, так как гейзеры, которых в мире менее 1000, служат доступными природными моделями для изучения вулканических извержений, имеющих схожую физику, но гораздо более трудных для прямого наблюдения. Понимание их работы также объясняет, почему некоторые гейзеры столь точны в своей периодичности.

«У многих гейзеров, похоже, есть полость сбоку, где накапливается пар», — объяснил Манга. Лабораторная модель с такой полостью позволила воспроизвести как малые, так и большие извержения.

Учёные также обнаружили, что извержение начинается, когда закипание, запущенное наверху, распространяется вниз по перегретому водяному столбу, что в целом подтверждает гипотезу Роберта Бунзена 1846 года. Однако ключевую роль в нагреве столба до точки кипения играют пузырьки пара, высвобождающиеся из ловушек в подземных каналах. В таких местах, как Йеллоустон, эти пузырьки вызывают мини-извержения («прелъюды») перед основным событием.