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黃石國家公園的老忠實間歇泉以其週期性的噴發令遊客迷惑和欣喜。但由於其受歡迎程度,它受到嚴密保護:政府限制好奇的科學家進入,並限制對其管道進行實驗。至少還有 80 個較小但同樣具有衝擊力的間歇泉在智利阿塔卡瑪沙漠中噴湧而出,為探測地球內部運作提供了類似的機會。最近,地質學家攜帶溫度和壓力感測器、GoPro 攝像機和許多其他小工具,觀察了一個這樣的間歇泉,綽號為 El Jefe,在五天多的時間裡,觀察了超過 3,500 次噴發——平均每 132 秒一次。結果是什麼?關於水和蒸汽之間爆發性舞蹈的最詳細資料集。
El Jefe 的噴發比許多其他間歇泉更有規律,但其管道系統大致相同:一個深層地下水庫,為通向地表的一條狹窄通道供水。隨著來自地核的熱量傳遞到水庫,蒸汽氣泡在水中上升,並向上穿過通道,直到它們被困在一個小的側室中,即“氣泡陷阱”。當那裡積聚了足夠的蒸汽時,它會逸出,並與水一起溢位間歇泉頂部。最終,這些逸出的氣泡使通道中的水變得非常熱,以至於沸騰並引發完全噴發;來自柱頂沸水的低壓啟動了向下傳播的反應,降低了下方水的沸點,從而使來自整個水柱的蒸汽和熱水同時噴射出來。(這些階段,以及隨後的補給階段,即當水過濾回水庫以恢復迴圈時,在上面小組的實驗室模型中顯示。)這些觀察結果發表在 2 月份的《火山學和地熱研究雜誌》上。
加州大學伯克利分校 El Jefe 專案的地質學家邁克爾·曼加說,在不同深度進行的測量將有助於更好地理解間歇泉的迴圈和沸騰模式。之前的研究要麼捕捉到壓力,要麼捕捉到溫度,但兩者都是深入瞭解熱量如何在地球表面以下的水中傳播所必需的。美國地質調查局的研究員史蒂文·英格布里森對關於間歇泉的更完整的圖景能夠告訴地質學家關於其他地熱現象(例如火山)的資訊很感興趣,火山主要在地下運作,而且非常難以探測——儀器會熔化,首先。地表下相同的岩漿流為兩種型別的噴發提供動力。“他們儘可能深入地探測,”英格布里森說。“但你想知道更深處發生了什麼。”