العجائب الحرارية الأرضية للمنطقة البركانية الصفراء: البصيرة في هضبة الأرض الداخلية

منطقة (يلوستون) البركانية هي أحد أكثر المختبرات الطبيعية غير العادية للأرض، حيث يُعرض العلماء والزوار على نفس النوافذ الغير متناظرة إلى قوى الحرارة الأرضية القوية التي تشكل كوكبنا، ليس هناك بركان فقط، (يلوستون) بركان، و(يلوستون) بركان، ونشط، وهذه المنطقة الرائعة تظهر التفاعل الدينامي بين حرارة الأرض الداخلية وأي عمليات سطحية أخرى،

عدد الملامح الحرارية في (يلوستون) يقدر بـ 10 آلاف، هذه الملامح تمثل المظهر الواضح لنظام حراري ضخم يُتولّى بواسطة أهم بؤر العالم من البقع البركانية الساخنة، فهم العجائب الحرارية الأرضية في (يلوستون) يوفر رؤية حاسمة للعمليات البركانية، الهيكل الداخلي للأرض، والمخاطر المحتملة والمنافع المرتبطة بالنشاط الحراري الأرضي.

"الفولكان الخارق لـ"يلوستون" "جيولوجي جيانت

فهم نظام التعقب الساخن

البقعة الهوائية في (يلوستون) هي بقع بركانية في الولايات المتحدة مسؤولة عن براكين واسع النطاق في (إيداهو) و(مونتانا) و(نيفادا) و(أوريغون) و(ويومينغ) التي تم تشكيلها كما تحركت لوحة (تكتونيك) في أمريكا الشمالية هذه البقعة الساخنة تمثل صخرة مائلة ترتفع من أعماق الأرض

إنّه يُوجد أحد أكبر بركانٍ نشط في العالم، ويمكننا رؤية الأدلة حولنا في شكل مُجرّد نُبضاتٍ ساخنة، وبوّاتٍ طيّة، وخصائصٍ أخرى من العالم، وثغرةٌ تُقام في الوقت الراهن تحت متنزه (يلوستون) الوطني، لكن تأثيرها يمتدّ بعيداً عن حدود الحدائق.

تاريخ الاستمارة والإرغام

تاريخ (يلوستون) البركاني مُميز بتجاوزات كارثية شكلت المشهد على مدى ملايين السنين، نظام (يلوستون) البركاني قد شهد انحرافين أو أحداثاً أدت إلى تراكم أكثر من 250 ميل مكعب من الحطام، هذا ما يكفي لدفن ولاية تكساس على عمق 5 أقدام!

أحدث ثورة كبيرة، قبل 640 ألف سنة، سببت الأرض إلى انهيار خزان الماما، وتركت كالديرا العملاقة، وتدفقات السلفا اللاحقة مليئة بالكثير من الكالسدرا، وقادسة الآن على مسافة 30x45 ميلاً، وهذا الكساد الهائل يشكل قلب حديقة يلوستون الوطنية ويحتوي على الكثير من النشاط الحراري الأرضي للمنطقة.

تاريخ بركان الحديقة يحتوي على ثلاثة انفجارات كبيرة في شكل كتلة، وارتفاع من الـ2500 كيلومتر مربع من سمك العجلة المُتفجرة منذ 2.1 مليون سنة (ما) خلقت عجلات أكثر من 75 كيلومتراً، وانهيار عجلات العجلات المُيسّة تُنَفَق حوالي 1.3 متر، وشكلت كُلّيَة الجزيرة الـ25 كيلو متراً في نهاية العالم.

نظام قاعة ماما

ملامح سطح (بينيث يلوستون) المذهلة تكمن في خزان هائل من الصخور المزروعة جزئياً منذ آخر ثورة كبيرة منذ حوالي 640 ألف سنة (حدث لافا كريك) (ييلوستون) ظل نشطاً جيولوجياً، ويعزى ذلك أساساً إلى حجرة المغناطيس الواسعة تحت الكالسلديرا، وتقدّر هذه الغرفة بأنها تحتوي على حوالي 4000 كيلومتر مربع من المواد المزروعة بشكل جزئي

يقف في وسط الكالسلة بالقرب من نورس غيزر باسين شمالاً، بحيرة مالارد، أو لي هاردي رابيدز، فإن المغناطيس يبعد 3-4 أميال فقط عن قدميك، وهذا القرب من الصخور المتحركة يوفر المصدر الحر الهائل اللازم لقيادة نظام يلوستون الحراري الكثيف.

The Spectacular Geothermal Features of Yellowstone

تركيز غير متناظر للنشاط الحراري

حديقة (يلوستون) الوطنية تحتوي على أكبر تركيز في العالم من السمات الحرارية الأرضية في الواقع، هذا هو السبب الرئيسي في أن يتم تنحيته كمتنزه وطني في عام 1872، السمات الحرارية للمتنزه تمثل تقريبا نصف جميع السمات الحرارية الأرضية على الأرض، مما يجعله مورد جيولوجي كبير على الصعيد العالمي.

وقد خلصت دراسة أنجزت في عام 2011 إلى أن ما مجموعه 283 1 من المغايرين قد اندلعوا في يلوستون، منهم 465 ناشطا خلال سنة متوسطة، ويوزع هؤلاء المغاوير عبر أحواض متعددة من الأحواض الجيزر في جميع أنحاء المنتزه، وكلهم من ذوي الخصائص الفريدة والسمات الحرارية.

The number of geysers in each geyser basin are as follows: Upper Geyser Basin (410), Midway Geyser Basin (59), Lower Geyser Basin (283), Norris Geyser Basin (193), West Thumb Geyser Basin (84), Gibbon Geyser Basin (24), Lone Star Geyser Basin (21), Shoart.

النوافذ العضلية للطبيعة

إن الجايسرز يمثل أحد أكثر أشكال النشاط الحراري الجيولوجي إثارة، إذ لا يوجد سوى حوالي 000 1 شخص من المهوسين النشطين على الأرض؛ وحوالي نصفهم في يلوستون، وهذا التركيز غير العادي يجعل يلوستون موقعا رئيسيا في جميع أنحاء العالم لدراسة ديناميات وسلوك المغاير.

ويحتاج جميع المغايرين إلى سمتين أساسيتين: (1) خزان تحت سطح الأرض يمكن أن تتراكم فيه المياه الساخنة وتصل إلى درجات حرارة مغلية، (2) تصادم في قناة المجوهرات التي توفر الحرق وتركز على السوائل المشتعلة، ويجب أن تتواءم هذه الظروف الجيولوجية المحددة تماماً مع ما يُشكله ويؤدى إليه.

وآلية الانفجار تنطوي على تفاعل معقد بين الحرارة والضغط والمياه، وغلي الماء في عمق تحت السطح أكثر حرارة من درجة حرارة الغلاية على السطح، وإذا ما ارتفعت بسرعة، فإن هذه المياه المشبعة يمكن أن تشتعل في البخار، مما يدفع البخار والماء الساخن إلى السطح كمجذ.

"العقيد القديم: "إكون يلوستون

"الشخصية القديمة" "الشخصية الأكثر شهرة في "يلوستون" وربما العالم" "يمكن أن تحدث ثورات "غيسر" في جدول منتظم مثل "الفايثول القديم" في حوض "أعالي البحار" أو أن تحدث أحياناً و/أو لا يمكن التنبؤ بها مثل "ستامبوت" في "نورس غيسر باسين"

الماء يثور من مجوهرات يلوستون يسخن فوق نقطة الغلاية إلى متوسط 204 درجة شرقاً (95.5 درجة مئوية) عندما يترك فتحة التهوية هذه المياه المسخنة تخلق عرضاً مذهلاً يجذب الملايين من الزوار كل عام

ستيامبوات غيزر مهرجان العالم

عندما يُحبس ويقترب من السطح بشكل صحيح، يمكن أن يُطلق بشكل دوري بعض الضغط المُبني في انفجارات الماء الساخن والبخار الذي يمكن أن يصل إلى 390 قدماً (120 متراً) في الهواء (انظر ستامبوت جيزر، أطول غزال في العالم)

الربيع الساخن: الرياح في النظام الحراري الهيدرولوجي

الربيع الساخن هو تدفق طبيعي من الماء الساخن على سطح الأرض، عادة ما يجمعون في الكساد الضحل لتشكل مجمعات حرارية، في يلوستون، يمكن أن تشكل الينابيع الساخنة من 1 مياه كلوريد الكالسليكية، 2) مياه كلوريد الكالسيوم المغنطة بالأشعة الحرارية، أو 3) إنتكاس البخاري من الفومول.

إن الينابيع الساخنة تمثل سمة حرارية أكثر باطراد مقارنة بالثورانات الملحمية للمهووسين، وبصورة أكثر شيوعا، ترتفع المياه الساخنة وتفقد حرارتها بمعدل ثابت، وتتدفق إلى السطح كرنب حار، وكثيرا ما تظهر هذه السمات ألوان مذهلة تنشأ عن الكائنات المجهرية الحرارية التي تزدهر في درجات الحرارة القصوى.

(يلوستون) هو أيضاً منطقة حرارية جيولوجية نشطة حيث تنبثق ربيع ساخنة عند 92 درجة مئوية (نحو 198 درجة شرقاً) (نقطة المغلي من الماء في ارتفاع (يلوستون) وفتحات البخار التي يبلغ ارتفاعها 135 درجة مئوية (275 درجة مئوية) ويخلق التفاوت في الحرارة ميكروبيات متنوعة تدعم مختلف مجتمعات الكائنات الحية المحبة للحرارة.

Fumaroles and Steam Vents

فالوقود، أو فتحات البخار، هي أكثر السمات حرارة في الحديقة، حيث لا يوجد سوى القليل من الماء الذي يصاب في البخار قبل الوصول إلى السطح، وهذه السمات تمثل المناطق التي تكون فيها طاولة المياه منخفضة بشكل خاص أو التي تكون فيها الحرارة شديدة بشكل خاص، مما يتسبب في تبخر جميع المياه المتاحة قبل ظهورها.

إنّ الفوارول هي حفر أو شقوق في المناطق البركانية التي تحتوي على ثاني أكسيد الكربون وكبريتيد الهيدروجين، وتتكون المخلوط الغازية عندما تُطلق الغازات المغمورة في السطح السفلي التي ترتفع وتتفاعل مع الماء الساخن الزائد، والرائحة المتميزة التي غالبا ما ترتبط بالمناطق الحرارية في يلوستون تأتي أساسا من هذه البغاوات.

Pots and Other Thermal Features

وتمثل حبوب الطين نوع آخر من السمات الحرارية الأرضية التي توجد في جميع أنحاء اليلوستون، وهذه المراكب المزروعة من الطين الساخن والحمضي حيث تختلط المياه المحدودة بالغازات البركانية والمعادن الطينية، مما يخلق خليطاً سميكاً وذوياً يهتز ويهتز به الفقاعات ويخرج البخار.

إن تنوع الملامح الحرارية في يلوستون ما زال يهز الباحثين، وحتى الآن، فإن مجهود حصر حوض نهر الجيب 2019 قد أسفر عن رسم 350 1 سمة مقارنة بـ 670 مصنّفة في دورة الجرد الأولى، وهذه الزيادة الكبيرة في الملامح الموثقة تعكس تقنيات مسح محسنة وطبيعة دينامية نظام اليلوستون الحراري.

العلم خلف هتاف الأرض الداخلي

مصادر الطاقة الحرارية الأرضية

الحرارة التي تُعطيها الملامح الحرارية التي يلوستون من مصادر متعددة عميقة داخل الأرض مصدر الحرارة الرئيسي هو السباكة المُلحة أو البقعة الساخنة التي ترتفع من أعماق الأرض الداخلية،

وتأتي الحرارة التي تدفع النشاط الحراري الأرضي في منطقة اليلوستون من الرماد )الماء المائي( الذي يتراوح بين ١,٥ و ٣ أميال )٩٠٠-١٥٨ ١ قدما(؛ و ٠٠٤ ٢ مترا إلى ٠٠٨ ٤ مترا( تحت سطح الأرض، وتعمل طبقة الرنة العميقة هذه كوسيلة متوسطة لنقل الحرارة بين حجرة الماهما والملامح الحرارية السطحية.

إن تطهير الصخور من الصخور المحيطة بها، وتصريفها من خلال نقل الحرارة إلى طبقة متداخلة من المياه الجوفية العذبة، وتيسر حركة السوائل بفعل الطابع المكسور والمخرب جدا للصخور الواقعة تحت طابور يلوستون، ويتيح هذا النظام المعقد لنقل الحرارة الوصول إلى السطح بكفاءة.

دور المياه الجوفية

الماء الذي ينتهي في نظام (يلوستون) الحراري يأتي من الأمطار وساقط الثلج الذي ينزل من الأرض

وتقع أحواض الغيزر المختلفة حيث يمكن أن ترتطم مياه الأمطار وصهر الثلج إلى الأرض، وتُسخن بصورة غير مباشرة من خلال البقعة الساخنة التي تشكل حجر اليلوستون، ثم تثور على السطح كجائع، وينابيع ساخنة، وفولاذية، وهكذا توجد وديان مسطحة بين تدفقات الحمم القديمة والآوان الجليدية حيث تقع معظم المناطق الحرارية الأرضية الكبيرة.

هذا الرصيف ينقل حرارته إلى المياه الجوفية العذبة التي تغذيها الأمطار وبطيخ الثلج من السطح هذه الدورة المستمرة من التسلل إلى الماء والتدفئة والعودة إلى السطح

سيليكا نظم الترسيب والألغام

بعض الحريريات تُحل من العجلات المكسورة إلى الماء الساخن بينما تسافر عبر الصخرة المكسورة، ويعاد لاحقاً إلى مكان جزء من هذا المعدن الصلب على جدران الشقوق والزيارات لجعل نظاماً شبه مضبوط بالضغط، وهذه عملية الإغلاق الطبيعية حاسمة للحفاظ على الضغط اللازم لثورة المجوهرات.

(سيليكا) تهيّئ على السطح لتشكل إما طقوس جيستير أو مقطع، وتخلق مخروط جيزر ضخمة، وأطراف متطورة من الينابيع الساخنة، و المشهد البارز لأحواض الجيزر هذه الرواسب الصاعقة تتراكم عبر القرون، وتخلق التكوينات الجيولوجية المميزة التي تميز المناطق الحرارية في (يلوستون).

قياس الناتج الحراري الجيولوجي

إن إجمالي ناتج الحرارة من نظام يلوستون الحراري الجيوئي مذهل، نظراً لحجم المنطقة (0.69 كيلومتراً مربعاً أو 171 هكتاراً)، فإن ناتج الطاقة الحرارية الأرضية يتراوح بين 40 و70 ميغاواط (ميغاوات = مليون واط) وهذا القياس يمثل منطقة حرارية واحدة فقط بين العديد من أنحاء المنتزه.

ناتج الحرارة الأرضية في الحديقة يقدم نظرة عن حجم المصدر الحراري الأساسي وكفاءة النقل الحراري عبر نظام الطاقة الحرارية المائية هذه الطاقة تمثل جزءاً ضئيلاً من الطاقة الحرارية الإجمالية المخزنة في نظام حجرات الماما أسفل اليلوستون

رصد وتقييم الأخطار البركانية

مرصد بركان يلوستون

مرصد بركان يلوستون هو شراكة بين المسح الجيولوجي الأمريكي، ومتنزه يلوستون الوطني، وجامعة يوتا، وجامعة ويومنغ، ومكتب مونتانا للمناجم والجيولوجيا، ودراسة المسح الجيولوجي في ولاية ويومنغ، ودراسة المسح الجيولوجي في الولايات المتحدة.

شبكة الرصد لدينا تُقيس الزلازل، وتشوه الأرض، ودرجات الحرارة، وتصريف الحرارة الأرضية، ونستخدم أدوات مثل السيزمومتر، وهائيات النظام العالمي لتحديد المواقع، وأجهزة الحرارة، وتكنولوجيات السواتل بما في ذلك لانداسات والرادار المتقاطع، وهذه الشبكة الشاملة للرصد توفر بيانات آنية عن سلوك البركان وتساعد العلماء على اكتشاف أي تغييرات قد تشير إلى زيادة النشاط البركاني.

رصد الزلازل

ويسجل الاهتزاز في منطقة يلوستون 22 محطة من محطات جامعة يوتا سيزموغرافيا ومركزين من محطات النظام العالمي لتحديد المواقع، ويوفر نظام المراقبة المجهز بالبرقيات تغطية للزلازل والحركة الأرضية المتصلة بالنشاط البركاني أو الزلزالي، وتكشف هذه الشبكة آلاف الزلازل الصغيرة كل عام، وهي أصغر مما يشعر به الزائرون.

نشاط الزلازل في يلوستون يقدم معلومات حاسمة عن حركة الماغما، وتداول السوائل الحرارية المائية، والتغيرات الهيكلية في النظام البركاني، حيث تصل الزلازل البعيدة جدا وتترتب عليها آثار على الأنشطة في يلوستون، مثل الزلزال الذي ضرب لاندرز في كاليفورنيا في عام 1992، والذي أدى إلى حرق كميات من البكازات من أكثر من 800 ميل (300 كيلومتر) بعيدا عن الزلزال، والتغير الذي حدث في عام 2002

دراسات التشهير الأرضية

إنّ أرضية (يلوستون) ترتفع وترتفع إلى عدة إنشات في السنة، على الرغم من أنّ البركانات يمكنها التذبذب لآلاف السنين بدون انفجار، فإنّ التشوهات الأرضية قد تشير إلى أحداث هامة، مثل ضخّ المغناطيس بالقرب من السطح، رصد هذه الحركات الخفيّة يساعد العلماء على فهم ديناميات حجرة الماما ونظام الحرارة المائية.

)٢١( محطة لتحديد المواقع )نظام تحديد المواقع العالمي( تقع في جميع أنحاء المتنزه - دقيقة إلى داخل مليمتر - تحديث يومي للتنقل في مواقع محددة جدا، وتستخدم تكنولوجيا أخرى هي " إنسار " )الرادار الاصطناعي المحتوي على انترفيروميتر( صورا ملتقطة من السواتل المدارية لدراسة نطاق أوسع، وتقدم معاً، في منطقة البحث والشبكة العالمية لتحديد المواقع صورة مفصلة جدا عن مدى تحرك الأرض.

واستمرت شركة " يلوستون كالديرا " في التخريب بمعدلات قليلة من سنتيمترات )١-٢ بوصة( في السنة، توقفت مؤقتا خلال الأشهر الصيفية بسبب توقف أو ارتفاع طفيف بسبب التغيرات في معدلات صهر الثلج والمياه الجوفية، ويجب أن تُحسب هذه التباينات الموسمية عند تقييم الاتجاهات الأطول أجلا في التشوهات الأرضية.

ويرصد علماء الجيولوجيين عن كثب ارتفاع طليعة اليلوستون التي ترتفع بسرعة تصل إلى 150 ملليمتراً (5.9 في) في السنة، كمقياس غير مباشر للتغييرات في ضغط حجرات الماما، وقد بدأت حركة الحد الأدنى من سعرات اليلوستون في الفترة بين عامي 2004 و2008 - ما يقرب من 75 ملليمتراً (3 في المائة) في كل سنة - أكثر من ثلاث وعشرين مرة في مثل هذا القياس.

مفجّرات هيدروثيرات: خطر غير مُقدر

إن الانفجارات الحرارية المائية هي أحد المخاطر الجيولوجية التي من المرجح أن تؤثر على الناس في حديقة يلوستون الوطنية، ولكن ترددهم غير معروف، وهذه الأحداث تحدث عندما تصاب المياه السخونة فجأة بالبخار، مما يخلق انفجارات متفجرة يمكن أن تقذف الصخور والطين والماء المغلي.

وقد حددت أجهزة الاستشعار بالأشعة تحت الحمراء والزلازلية انفجارا في حوض نورس غيسر في 15 نيسان/أبريل 2024، في الساعة 14:56 من طراز MDT (20:56 من طراز UTC) - أول انفجار حراري مائي مكتشف بصورة فعالة في منطقة يلوستون، وكان هذا الحدث معلما بارزا في رصد القدرات وفهم المخاطر الحرارية المائية.

عام 2024 سيتذكر بحق بسبب الانفجار الموثق جيدا في حوض بيسكوت هذا الحدث أثبت أهمية الرصد المستمر والأخطار المحتملة المرتبطة بنظام يلوستون الحراري الدينامي

التنبؤ والسلامة العامة

وعادة ما تعطي البركانات أسابيع لأشهر تحذير قبل انفجارها الأولي، وتستغرق البراكين مثل يلوستون عادة وقتا أطول، وستسمح فترة الإنذار الممددة باتخاذ تدابير للإجلاء والاستجابة في حالات الطوارئ، على الرغم من أن نطاق الإفراط في اليونستون سيمثل تحديات غير مسبوقة.

ويصرّح فريق الخبراء العلمي بجامعة أوتاه وعلماء دائرة المنتزهات الوطنية بمرصد فولكان يلوستون بأنهم لا يرون أي دليل على حدوث ثورة أخرى كثيفة في يلوستون في المستقبل المنظور، ولا تكون فترات تكرار هذه الأحداث منتظمة ولا يمكن التنبؤ بها، وهذا التقييم يوفر الطمئنان بينما يعترف بالتقلبات الكامنة في التنبؤات البركانية.

وعلى الرغم من أن النتائج الجديدة لا تنطوي على زيادة المخاطر الجيولوجية في يلوستون، ولا تزيد بالتأكيد من فرص حدوث ثورة في المستقبل القريب، وعلى عكس بعض التقارير الإعلامية، فإن يلوستون ليس متخلفا عن إحداث ثورة خارقة، ويؤكد العلماء أن النظم البركانية لا تعمل على جداول يمكن التنبؤ بها، ومفهوم " سوء الإدارة " .

آثار لفهم داخلية الأرض

Insights into Mantle Plumes and Hotspot Volcanism

"يلوستون" يوفر مختبراً طبيعياً لدراسة السباكة و البركانية الساخنة، مسار الـ"هوتسبوت" عبر قارة أمريكا الشمالية، مرئي في السمات البركانية لـ"قشر نهر سنيك" يقدم نظرة عن حركة الطبق وديناميات الماشية على مدى ملايين السنين

وعلى الرغم من أن حقل ماكديرميت البركاني على الحدود بين نيفادا وأوريجون يُظهر بصورة متكررة كموقع للإسقاط الأولي لمحطة يلوستون الساخنة، فإن علم الأرضيات الجديدة ورسم الخرائط يبين أن المنطقة المتضررة من هذه البراكين المتوسطة الحجم أكبر بكثير من ذي قبل، وقد تم تحديد ثلاث عجلات حرارية حرارية متطورة في شمال غرب نيفادا.

Understanding Magma Chamber Dynamics

إن المجال البركاني في منطقة اليلوستون له نظام مغناطيسي كبير يوفر الحرارة والكتلة في نظام الحرارة المائية المفرط، ولتفسير التغيرات في تركيب و/أو معدلات انبعاثات السوائل الحرارية المائية باعتبارها مؤشرات محتملة للاضطرابات البركانية تتطلب التمييز بين المصادر والعمليات المغنطسية والقشرية والهيدرائية والهجينة.

البحث في غرفة (يلوستون) المغناطيسي كشف عن نظام مُعقد متعدد المستويات، إن تصوير خزان المغناطيس يشير إلى حجم كبير من الفول الجزئي الذي لا يثور حالياً، وهذا الاستنتاج حاسم لفهم الخطر البركاني الحالي والظروف الضرورية لثورة المستقبل.

مستقبل "الجائزة الكبرى"

وتشير دراسة أجريت في عام 2020 إلى أن البقعة الساخنة قد تضاءل، وهذا البحث يثير تساؤلات مثيرة بشأن التطور الطويل الأجل للنظام البركاني في يلوستون ومصيره النهائي.

في هذه الحالة يمكن أن يُنقضي (يلوستون) قد يكون سنة واحدة إلى 2 مليون سنة أخرى (بينما تتنقل مجموعة أمريكا الشمالية عبر منطقة (يلوستون الساخنة) قبل أن يولد ثوران جديد في الشمال الشرقي، ويضم حقل بركان يلوستون صفوف أجداده المتوفين في قشرة نهر سنيك، وهذا المنظور يضع السياق الأطول في منطقة يلوستون الحالية.

الطاقة الحرارية الأرضية

Yellowstone as a Geothermal Resource

الطاقة الحرارية الأرضية (الطاقة الحرارية من داخل الأرض) تستخدم لتوليد الكهرباء في أماكن مختلفة في العالم، على الرغم من أن حديقة يلوستون الوطنية وضواحيها هي مورد حراري جيولوجي كبير، فإن المنتزه نفسه خارج حدود التنمية، وهذه الحماية تضمن بقاء السمات الحرارية الفريدة في يلوستون سليمة للدراسة العلمية والتمتع العام.

وكثيرا ما تتسبب التطورات الحرارية الأرضية في انخفاض تدفق الينابيع الساخنة القريبة وغيرها من السمات الحرارية الأرضية (مثل المجوهرات) ورغم أن حديقة يلوستون الوطنية والمناطق المحيطة بها تشكل موردا حراريا جغرافيا هاما، فإن المنتزه نفسه خارج حدود التنمية، وكثيرا ما تتسبب التطورات الحرارية الأرضية في انخفاض تدفق الينابيع الساخنة القريبة وغيرها من السمات الحرارية الأرضية (مثل الجيروس).

الموازنة بين البحوث والحفظ

تحديد (يلوستون) كمتنزه عالمي في عام 1872 يعكس الاعتراف بمميزاته الحرارية الأرضية غير العادية اليوم، المتنزه يخدم أغراضاً مزدوجة كمجال طبيعي محمية وموقع بحث علمي

وقام علماء مرصد بركان يلوستون بأعمال ميدانية متنوعة خلال السنة، وبالإضافة إلى الدراسات الجيولوجية، أجريت تحسينات على عدد من مواقع الرصد التي استهدفت خطة الرصد التي نشرت في عام 2022، كما اجتمع علماء المنظمة في أيار/مايو لمناقشة نتائج البحث والرصد الجديدة، ولتخطيط أعمال جديدة للسنوات القادمة تشمل توسيع نطاق الرصد الحراري في نورس وأبر جي.

الطبيعة الدينامية لـ (يلوستون) الحرارية

التغير المستمر في النظام الحراري الهيدروليكي

ومن المفارقات أن التغيير مستمر في يلوستون، وتقييم التغيير ليس بسيطاً بقدر مقارنة البيانات من دورة جرد إلى الدورة التالية، فبعض السمات، نظراً لنوعها، ستتغير بشكل جذري حتى تصبح منقرضة، وسيتغير بعضها إلى أدنى حد، وبطبيعة الحال، تبرز سمات جديدة، أيضاً، وهذه الطبيعة الدينامية تجعل من يلوستون مشهداً يتغير باستمرار ويستمر في دهشة الباحثين والزوار.

وتعكس الزيادة الكبيرة في السمات الحرارية الموثقة تحسين أساليب المسح والتغييرات الحقيقية في نظام الحرارة المائية، ولإعطاء بعض الأمثلة، اخترع الفريق 146 سمة في حوض بيسكويت، حيث تم تحديد 28 منها سابقا، كما اخترع الفريق 102 سمة في حوض الرمال الأسود، حيث تم اختراع 18 منها سابقا، في حين اخترع برنامج الجيولوجيا في العام الماضي 100 1 سمة في المسح الذي أجري في نورس غيزر 480.

المناطق الحرارية الجديدة والخصائص

ولا تزال هناك سمات حرارية جديدة تظهر في جميع أنحاء يلوستون، مما يدل على النشاط الجاري لنظام الطاقة الحرارية المائية، وتتيح هذه السمات الجديدة فرصا لدراسة تكوين وتطور الظواهر الحرارية الأرضية في الوقت الحقيقي، مما يوفر معلومات لا يمكن اكتسابها من دراسة السمات الثابتة وحدها.

ومن هذه البيانات، يعلم العلماء أن العجلة تُدعم بقلة من سنتيمترات في السنة، بينما يرتفع حوض نورس غيسر بمعدل مماثل، كما يعلمون أن طابق الكالسدرا قد ارتفع بمقدار ثلاثة أقدام منذ بدء القياسات في عام 1923، وتعكس هذه الحركات التفاعل المعقد بين ديناميات حجرات الماغما، وتداول السوائل الحرارية المائية، والتسويات الهيكلية في النظام البركاني.

الأثر الثقافي والتاريخي

الشعوب الأصلية و علامات يلوستون الحرارية

وقد وجدت القطع الأثرية الأمريكية الأصلية السابقة التاريخية في سبرينغز الساخنة في ماموث وغيرها من المناطق الحرارية الأرضية في يلوستون، وتشير بعض الحسابات إلى أن السكان الأوائل يستخدمون المياه الساخنة من السمات الحرارية الأرضية للاستحمام والطبخ، كما أنهم يجمعون المعادن المنتجة في المنطقة لصنع الطلاء، وتبين هذه النتائج أن الشعوب الأصلية اعترفت واستخدمت موارد يلوستون الحرارية الأرضية قبل فترة طويلة من الاتصال الأوروبي.

التنقيب المبكر عن أوروبا

أول رجل أبيض يعرف أنه يسافر إلى (كالديرا) و يرى الملامح الحرارية الأرضية كان (جون كولتر) الذي ترك تجربة (لويس) و(كلارك) ووصف ما رآه بـ "الرشوة الربيعية" و "المستكشفون المبكرون" يكافحون لوصف المشهد العالمي الآخر الذي واجهوه و تقاريرهم غالباً ما تُقابل بالتشكيل

في الـ 1850 (جيم بريدجر) المزيف أطلق عليه "المكان الذي فجرت فيه الجحيم" هذه الأوصاف الملونة ألتقطت خيال الشعب الأمريكي وأسهمت في إنشاء (يلوستون) في نهاية المطاف كأول حديقة وطنية في العالم

الاتجاهات الحالية للبحث والمستقبل

تكنولوجيا الرصد المتقدمة

وفي نهج جديد آخر لفهم الكالسلدرا، يستخدم العلماء الكهرومغناطيسية لوضع خريطة للقشر الضحل، ويطير طائرات الهليكوبتر فوق المنتزه بمعدات متطورة، ويعززون ميدانا مغناطيسيا إلى السطح والخلف، وهذه التقنيات المتقدمة توفر تفاصيل غير مسبوقة عن هيكل سطح الأرض ونظم السباكة الحرارية المائية.

وقد أضافت جامعة أوتاه مؤخرا 28 من المعالم السيزمية المؤقتة إلى المنطقة المحيطة بستامبوات لتسجيل المزيد من اليقظة الخبيثة عن المحطات الدائمة، ويأمل العلماء أن تعطي البيانات معلومات عن الصلات بين ستامبوت وغيرها من السمات القريبة، مثل سيسترن ونيمرلد، وعن مدى ارتباط الارتفاع الأخير في حوض نورس غيسر بهذه الانداعات.

نظم الحرارة المائية

في عام 2016، أعلن فريق (أوسي جي إس) عن خطط لرسم خرائط للنظم دون الإقليمية المسؤولة عن تغذية نشاط المنطقة الحراري الهيدرولوجي، وفقاً للباحثين، هذه الخرائط يمكن أن تساعد على التنبؤ بحدث ثورة أخرى، فهم الشبكة المعقدة من الكسور والكوندوات والمستودعات التي تضم نظام يلوستون الحراري الهيدرولوستون ما زالا من أولويات البحوث الرئيسية.

الرصد وجمع البيانات على المدى الطويل

الرصد المستمر الطويل الأجل يوفر البيانات الأساسية اللازمة لاكتشاف التغيرات الكبيرة في نظامي (يلوستون) البركاني والهيدروكائي، على الرغم من أن (يلوستون) يجلس على بركان نشط، النشاط هنا طبيعي، (مايك بولندا) عالم رئيسي في "ييف أو" يقول "يبدو غير مُتسرع"

اعتبارات السلامة للزوار

الأخطار الحرارية

بسبب ارتفاع درجات الحرارة في الماء في السمات من المهم أن يبقى المشاهدون على الرصيف وقطعة محددة

وفي حين أن مياه الزهرة تبرد أثناء الانفجار، فإن المسبحات الحرارية والينابيع تحافظ على درجات حرارة عالية بشكل خطير، وتبرد المياه بشكل كبير بينما ترتفع درجة الحرارة ولا تعد ترتفع بسرعة عندما تضرب الأرض أو تحلق على الرصيف القريب أو حتى على المشاهدين، غير أن الاتصال المباشر بالمعالم الحرارية يمكن أن يسبب حروقا شديدة أو موتا.

الأرض غير المستقرة

الأرض المحيطة بالملامح الحرارية قد تكون غير مستقرة بشكل خطير، مع القشور الرقيقة التي تغلي الماء أو البخار، ويجب على الزائرين أن يبقوا على رصيفات وطرق محددة لتجنب كسر هذه الأسطح الهشة.

علامة (ييلوستون) العالمية

مختبر طبيعي

ويعمل " يلوستون " كمختبر طبيعي لا يقدر بثمن لدراسة العمليات البركانية، والنظم الحرارية الأرضية، وعلم الأحياء المناخية المتطرفة، وتحتوي البصيرة التي اكتسبتها بحوث يلوستون على تطبيقات تتجاوز حدود المنتزهات، وتسترشد بفهمنا للمخاطر البركانية في جميع أنحاء العالم وتسهم في تطوير الطاقة الحرارية الأرضية في مناطق أخرى.

كما أن الملامح الحرارية للمتنزه تدعم النظم الإيكولوجية الفريدة للكائنات الحرارية، بما في ذلك البكتيريا والأرخاء التي تزدهر في درجات حرارة شديدة، وقد وفرت هذه الكائنات رؤية هامة لمنشأ الحياة على الأرض، وإمكانيات الحياة على الكواكب الأخرى التي لها نشاط حراري جغرافي.

القيمة التعليمية والاقتصادية

ويسافر ملايين الزائرين من جميع أنحاء العالم إلى يلوستون كل عام ليشهدوا عجائبه الحرارية الأرضية مباشرة، وتولد هذه السياحة فوائد اقتصادية كبيرة للمجتمعات المحلية المحيطة، وتوفر في الوقت نفسه فرصا تعليمية تعزز الفهم العام لعلوم الأرض والعمليات الطبيعية.

برامج الحدائق المفسرة، المشي بقيادة الحارس، ومراكز الزوار تساعد على ترجمة المفاهيم الجيولوجية المعقدة إلى معلومات ميسرة لزوار جميع الأعمار والخلفيات

الخلاصة: "ويندو" إلى داخل الأرض الديناميكية

منطقة (يلوستون) البركانية تمثل واحدة من أكثر الملامح الجيولوجية روعة في الأرض، تقدم بصيرة غير متناظرة إلى القوى القوية التي تشكل كوكبنا، من مجوهراتها المدهشة وينابيعها الساخنة إلى حجرتها الضخمة ونظمها الحرارية المائية المعقدة، يوفر (يلوستون) نافذة فريدة في العمليات الداخلية للأرض.

فالرصد والبحث الجاريان اللذان تجريهما مؤسسات الرصد والشريك في بركان يلوستون يكفلان للعلماء إمكانية تتبع التغيرات في النظام البركاني وتوفير الإنذار المبكر بالمخاطر المحتملة، وفي حين لا يمكن القضاء على إمكانية الإفراط في المستقبل، تشير الأدلة الحالية إلى أن يلوستون لا يشكل تهديدا مباشرا، وأن أي ثورة في المستقبل يمكن أن يسبقها علامات إنذار واضحة.

ومع استمرار فهمنا لنظم الحرارة الأرضية في يلوستون من خلال تكنولوجيات الرصد المتقدمة والدراسات الميدانية المفصلة، لا يزال المنتزه موردا لا يقدر بثمن للبحوث العلمية، والتعليم العام، وحفظ التراث الطبيعي، وستستمر العجائب الحرارية الأرضية في يلوستون في استقطاب الزوار والعلماء على السواء للأجيال القادمة، حيث سيكون بمثابة تذكير قوي بالطبيعة الدينامية لكوكبنا، والقوات المذهلة في العمل تحت أقدامنا.

بالنسبة لأولئك المهتمين بمعرفة المزيد عن النظم البركانية والنشاط الحراري الجيولوجي، U.S. Geological Survey's Yellowstone Volcano Observatory ] يقدم معلومات مستكملة ومفصلة عن المعلومات العلمية.

فهم العجائب الحرارية الأرضية في جامعة يلوستون ليس فقط يلبي فضولنا عن العمل الداخلي للأرض بل يوفر أيضا المعرفة الحاسمة لإدارة المخاطر البركانية، وتطوير موارد الطاقة الحرارية الأرضية المستدامة، والحفاظ على واحدة من أكثر الكنوز الطبيعية إستثنائية في العالم للأجيال المقبلة.