גיירס כמדדים של פעילות וולקנית וטטונית

שם הספר בלועזית: Thermal Pulse

ג'ירס מדרג בין הביטויים הדרמטיים ביותר של החום הפנימי של כדור הארץ.האביבים החמים הטרנסנדנטליים והמפוצצים הללו הטביעו את הצופים במשך מאות שנים, אך הערך המדעי שלהם משתרע הרבה מעבר ל-spectacle. Geys לתפקד כחלונות טבעיים לתהליכים גיאולוגיים תת-קרקעיים, המציעים נתונים בזמן אמת על מערכות געשיות, זרימת דם הידרות ולחצים טקטוניים.

האנטומיה של מערכת גיאייזר

Defining Characteristics

גלייזר הוא מעיינות חם מאופיין לסירוגין, פריקות אלימות של מים, קיטור, ומתמוסס מינרלים.בניגוד לאביב חם רגיל כי לשמור על זרימה יציבה, geys לצבור חום ולחץ על חללים תת-קרקעיים מוגבל עד שהמערכת מגיעה לסף קריטי, מה שגורם לשחרור נפץ.

ראשי התיבות של Geyser Formation

שלושה תנאים חייבים להיות מרוצים בו זמנית עבור גייזר להתקיים. ראשית, מקור מים בשפע חייב להיות נוכח.שני, מקור חום חזק, בדרך כלל גוף אדמא רדום או לאחרונה חרק חדירה, חייב לספק אנרגיה תרמית.שלישי, מערכת מיוחדת של שברים, סדקים, וסדקים חייב לאפשר מים להפיץ, חום, מלכודות, ומלכודת קיטור של כל תנאי, בהתאם לשינויים אלה.

מערכת ה-Plumbing

המבנה הפנימי של גליסר מורכב בדרך כלל מקונדויט עמוק מחובר סדרה של חללים מקושרים.קור מים קרקעיים percolates מטה דרך סלע ⁇ עד שהוא נתקל בסלע חם ליד מקור החום. as water, זה הופך פחות צפוף עולה, בעוד מים קרירים יורד על עמודה מים.

ג'ירס כארמטר וולקני

חיבור המגמה

הקשר האינטימי בין ג'ירס ופעילות געשית נובע ממקור החום המשותף.מגמה גופים השוהים בעומק של 2 עד 10 ק"מ לספק את המנוע התרמית הן להתפרצויות געשיות והן במערכות geyser. כי תאי מאגמה הם לעתים רחוקות סטטיים, תנודות בטמפרטורה שלהם, לחץ, או תוכן תנודתי ישירות משפיע על שדות geys.

תדירות הפיכה כ- Proxy

שינויים במרווחי ההתפרצות מייצגים את אחד האינדיקטורים הנגישים ביותר של אי שקט געשי.כאשר מגמה עולה לעבר פני השטח, זה מגביר את גלי החום לתוך מערכת הידרותרמית overlying.אנרגיה נוספת זו מאיצה את מחזור החימום בתוך geyser conduits, קיצור של התפרצויות.לדוגמה, בפארק הלאומי צהובסטון, החוקרים הבחינו כי המרווחים בין התפרצויות של גחלים מסוימים עם דלקת יתר של s עם תסמונת מלוטמה מוגברת של דלקת מפרקים, אך אינה קשורה לקיצור של תנועה משוחררת, אך אינה קשורה לקיצור של הפרעה.

Geoכימיה ו-Volatile Signatures

ההרכב הכימי של מים ו-Seser מציע כלי אבחון נוסף להערכת מצב געשי.מגמה גופים לשחרר גזים כולל פחמן דו חמצני, התפרצות מימן sulfide, sulfur דו חמצני, ו-radon כפי שהם degas. אלה תנודתיים להתפוגג במים קרקעיים וגלו ב- geyser vents. Elevated ריכוזים של helium או furuls יכול להצביע על פני ימים של חומרים כימיים רצופים.

המונחים:

ניטור infrared של שדות geyser מגלה חריגות תרמיות כי לעקוב אחר פלט חום געשי. הדמיה תרמית מבוססת לווין יכול לזהות מגמות התחממות על פני אזורים הידרותרמיים גדולים, בעוד מכשירים המבוססים על הקרקע מודדים וריאציות טמפרטורה מדויקות במנזרים בודדים. כאשר מאגמה עולה, טמפרטורות פני השטח באגן geyser הסמוך לעתים קרובות להגדיל, לעתים קרובות על ידי כמה מעלות.

מחקרים בGyser-Volcano Coupling

צהובסטון Caldera

הפארק הלאומי צהובסטון מארח את הריכוז הגדול ביותר בעולם של גלישים פעילים, עם יותר מ -500 תכונות בודדות מפוזרים על פני הרמה.ההתפרצות הבסיסית צהובסטון חם מספק חום למאגרי מאגמה רדודים שמדלקים הן את מערכת ה- caldera ואת התכונות הידרותרמיות. חוקרים מן ההתפרצות צהובה וולסטון סטונרציה כחלק מתוכנית הערכה מקיפה.

אל טיו, צ'ילה

שדה אל Tatio geyser במדבר אטאקמה יושב בתוך אחד מקשתות הגעש הפעילות ביותר מבחינה טקטית על כדור הארץ. בגובה 4,500 מטרים, זהו שדה הגלים הגבוה ביותר בעולם. מחקרים באל טיו הראו כי מחזורי גלסר מתתואמים עם מתחים דיווראליים ואירועים טקטוניים משמעותיים יותר.

עמק גייזר של Kamchatka

עמק הגייזר על חצי האי Kamchatka של רוסיה מארח את הריכוז השני בגודלו של geysers ברחבי העולם. האזור נמצא מעל אזור הניכוי שבו פלטות האוקיינוס השקט יורד מתחת לגלול Okhotsk, ומייצר פעילות געשית אינטנסיבית. בשנת 2007, חלק מסיבי אדמה קבור של עמק Geyser, שינוי דפוסי ניקוז ודכא כמה geyr גדול סיפק ניסוי גיאולוגי במהירות, אשר השפיע על שינויים הידרוגניים חדשים, מאז המשתנים דינמיים, מאז המשתנים, החלים מעניינים, מאז המשתנים, החליקוניים חדשים.

בקרת טקטוני על התנהגות גייייזר

רעידת אדמה טריגר

היחסים בין רעידות אדמה ופעילות גליסר הם היטב מחוסנים אך מורכבים.גלים סיסמיים יכולים לנער פיזית גליצי גייזר, להפריע לאיזון הלחץ העדין המסתיר מחזורי התפרצות.במקרים מסוימים, רעידות אדמה מעוררות התפרצויות מיידיות מגיני רדום.הגודל 7.3 Borah Peak באיידהוידהו גרם להתפרצויות קודמות של גלימות צהובות, כמעט 300 ק"מ, כמו גם לאפקטים רטיניים, וגם לאפקטים מרוחקים, כמו גם בהתפרצות ורעידת רעידות ורידיים.

מערכות Fault Systems and Fluid Pathways

גייזרים מעדיפים באופן זמני צורה לאורך אזורי אשמה פעילים, שבו שברים מספקים מסלולים עבור מחזור המים והעברה חום. תנועות Fault יכולות לפתוח קונוטציות חדשות או חותם קיימות, באופן דרמטי שינוי התנהגות geyser. כאשר פתקים פגומים, זה יכול ליצור שברים חדשים המאפשרים למים קרקעיים לגשת לסלע חם מבודד בעבר, פוטנציאל לגרום אגן חדש לחלוטין, מחוספס, מחוספסת מפוסקים ממערכות סטיות, אשר עלולות כמה מטרים מפוסקים מפוצצים, לגרום ל-ממים מוטציות חמורות ביותר של מיפוי, לגרום ל- geys מפוזרים מיפוי של מפוצצים, אשר גורם מיפוי של מיפוי של מיפוי של מוטציות מפוזרים מוטציות מוטציות חמורות ביותר של מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוצצים, לגרום מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מוטציות מפוצצים מפוזרים מפוזרים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוצצים מפוצצים מפוזרים מפוזרים מפוזרים מפוצצים מפוצצים מפוצצים מפוצצים

Strain Accumulation ו- Eruption Cycles

מחקר מתפתח מציע כי תזמון התפרצות גליסר עשוי לשקף הצטברות של זנים אזוריים.כפי שהצלחות טקטוניות נעות ולחץ מצטבר קרום, את ההיקף של רשתות השברים שינויים, שינוי השיעור שבו מים יכולים לזרום דרך מערכות הידרותרמיות.חלק מהתחומים geyser להציג התנהגות מחזורית התואמת תבניות לחץ GPS, וריאציות לטווח ארוך יותר עשויים לעקוב אחר מחזורי tectonic גדולים יותר, אם זה יכול לאפשר שימוש כדי לשמש כדי לפקח על אזורים גמישים כדי למדוד נתונים ישירות על ידי GPS או לחץ על ידי ניתוח GPS.

טכניקות מעקב מתקדמות

רשתות

הגבלת סמנטינים סביב שדות geyser מאפשרת למדענים לזהות את האותות המיקרו-סיסטיים הקשורים מחזורי ההתפרצות ואת רעידות האדמה ההתפרצות רחבות יותר של tectonic המשפיעות על התנהגות geyser.ההתפרצות של גלייזר גדול מייצרת חתימה סיסמית אופיינית, כולל רעידות מקודמות, ההתפרצות, ורטיקולציה שלאחר-reuption.

GPS ועיוותים קרקעיים

מדידות גיאוגנטיות באמצעות תחנות GPS הפעלה ברציפות לזהות אינפלציה ודה של פני השטח מעל גופי מאגמה ומערכות הידרותרמיות. כאשר מאגמה חודר לתוך הקרום הרדוד, הוא מרים את הסלע overlying, גורם measurable uplift. אותות עיוות אלה מופיעים לעתים קרובות בשדות geyser לפני שינויים בהתנהגות מנפחים ממותרפיים יכול להיות יותר ויותר עם חומרים מחוספסים, 000 חזק יותר, 000 חזק יותר עם תהליכים דחיסות חזק יותר עם דחיסות לעתים קרובות יותר.

ניתוח גיאוגרפי ואיזוטופ

טכניקות גיאוכימיות מתקדמות מאפשרות למדענים טביעת אצבע במקורות המים והגז המתעוררים במנזרים גליים. יחסי איזוטופים של מימן וחמצן להבחין בין מים מטאוריים (ריין ומלג) ומים מאגיים.יחסי הליום מעידים על כך שגזים מקורם ממניאקציה או ממקורות קרום.

האימאם הבוגדני

שתי מצלמות תרמיות מבוססות לווייני והן בעלות רחפנים מספקים תצוגות סינפטיות של הפצה חום על פני אגן גליסר.הדמיה הירומית יכולה לזהות vents חדשים להיווצר, שינויים באזור הקרקע המחוממות, וריאציות בטמפרטורות צנחנים בהתפרצות.חיישנים תרמיים מודרניים עם פתרון מרחבי גבוה יכולים לזהות שינויים של פחות מ-0.5 מעלות צלזיוס, המאפשרים למדענים לעקוב אחר שינויים עדינים בפעילות תרמית רגילה.

גייזרים כמערכות אזהרה מוקדמות

אותות ⁇ y Signals

הערך המעשי של ניטור geyser הוא הפוטנציאל שלה לספק התראה מוקדמת של התפרצויות געשיות או אירועים טקטניים משמעותיים.רשומות היסטוריות מכיל דוגמאות רבות שבו התנהגות גליזר השתנתה לפני התפרצויות. בהר סנט הלנס, פעילות geyser באזור שמסביב גדל במידה ניכרת בחודשים לפני ההתפרצות הקטסטרופלית 1980. בניו זילנד, שינויים בדפוסים בגלות באזור טאורפומרי, בעוד שעדיין לא היו מספיק אירועים חמורים של הר הגעש.

שילוב רשתות ניטור

observatories המובילים בעולם משלבים את Geyser ניטור לתוך תוכניות המעקב שלהם.המרכז של סקר גיאולוגי של סקר צהובסטון וולסטו מרכז פועל רשת של מכשירים הכוללים חיישנים טמפרטורה, חומרים לחץ, ו-Smsometers במקומות מפתח Geyser. נתונים מן מכשירים אלה להאכיל לתוך מודלים אשר להעריך את ההסתברות של אי שקט געשי.

הגבלות וודאות

למרות התועלת שלהם, גליצר הם אינדיקטורים לא מושלמים. גורמים רבים מלבד פעילות געשית להשפיע על התנהגות geyser, כולל דפוסי מזג אוויר עונתיים, שיעורי טעינה הקרקע, ופירוק מינרלים בתוך conduits. a geyser כי הופך פעיל יותר עשוי להגיב למשקעים מוגברים ולא עלייה של מאגמה באופן דומה, geyser רדום יכול פשוט היה צנרת שלה ספוג על ידי משקעים, כי לא בגלל התחממות כפולה של נתונים מחוסנים.

הגדרות גלובליות ו- Tectonic Settings

שדות ענק ברחבי העולם

שדות גייזר פעילים מרוכזים בחמישה אזורים: צהובסטון (ארה"ב), עמק הגייזר של Kamchatka (רוסיה), אל Tatio (Chile), אזור וולקני טאפו (ניו זילנד), ואיסלנד. שדות קטנים יותר קיימים ב Azores, אינדונזיה, אתיופיה, וטיבט.כל האזורים האלה חולקים הגדרה משותפת: הם שוכבים מעל אזורי ניכוי פעילים, מנטלי או צינורות יבשתיים, שבו אזורי ספקטרום אינטנסיביים של קרינת גליקוניקה.

בקרת טקטוני על Geyser Longevity

תוחלת החיים של שדות גייזר בודדים נע בין מאות שנים עד אלפי שנים, בהתאם לפעילות טקטונית ו געשית. שדות במהירות deforming הגדרות טקטוני, כגון Kamchatka וניו זילנד, לחוות רעידות אדמה תכופות והתפרצויות געשיות כי reshape hydrothermal מערכות spermal. שדות בהגדרות יציבות יותר, כגון חלקי צהובסטון, יכול להימשך לתקופות ארוכות יותר, אפילו צהובות של גימיים הם תורמים לקשקשים של טמפרטורות קרמדומים, על ידי טמפרטורות קרמים טמפרטורות קרמים טמפרטורות מתוחכמות גבוהות יותר, בסופו של מינרלים.

כיוונים עתידיים למחקר

Machine Learning and Pattern Recognition

ההתקדמות בלמידה של מכונות מציעות הזדמנויות חדשות לחלץ מידע מהנתונים ניטור גייזרים.רשתות נילי יכולות לנתח דפוסים בהתפרצות, משך הזמן, ועוצמה שצופים אנושיים עלולים להחמיץ.על ידי אלגוריתמים על נתונים היסטוריים מאירועים לאיים געשיים ידועים, החוקרים מקווים לפתח מערכות אוטומטיות שיכולות לדגל התנהגות גלית בלתי-אטומית בזמן אמת.

מודלים רב-פרמטריים משולבים

הדור הבא של מערכות ניטור געש ישלב נתונים מ ניטור geyser עם מערכות סיסמיות, גיאוגנטיות, גז גיאוכימיות, ומדידות תרמיות במודלים מאוחדים.מודלים אלה יניחו את ההתנהגות המשותפות של מערכות מאגיות ו הידרותרמיות, שיאפשרו למדענים לבחון את ההיפותים לגבי השינויים ב-Fretret propagate לתכונות כוח חישוביות. as חישוביות, מודלים אלה יהפכו ליותר מתוחכמות יותר, תוך שילוב של שלוש ייצוגים של מערכות תת-ממדיות של טמפרטורות נמוכות וגמישות בזמן ושינויים.

Drones ו- האוטונומית

כלי רכב אוויריים לא טייסים מצוידים במצלמות תרמיות, חיישנים גזים ומערכות הדמיה אופטית הופכים לכלים סטנדרטיים למחקר גייזר. Drones יכולים לבדוק אזורים מסוכנים או בלתי נגישים, לאסוף נתונים ברזולוציה גבוהה על ההתפרצות, ולעקוב אחר שינויים בגיאומטריה לאורך זמן. תחנות קרקע אוטונומיות עם טלמטרי לווייני יכול לשדר נתונים רציף משדות geyser מרוחקים, צמצום הצורך לביקורים ומאפשר מעקב טכנולוגי קרוב להגדלת היקף המחקר.

מסקנה

גייזרים הם הרבה יותר מאשר אטרקציות תיירותיות.הם מכשירים טבעיים רגישים שיאספו את המצב התרמית, הידראולי ומכני של קרום כדור הארץ.התפרצויותיהם מגיבים לשינויים באספקת חום אמפמטית, לחץ טקטוני, ומחזור מים קרקעי, מה שהופך אותם אינדיקטורים חשובים של פעילות געשית וטקטיונית.

השילוב של ניטור גייזר לתוך פעילות observatory הרי געשי מייצג יישום מעשי של הבנה גיאולוגית בסיסית. על ידי מעקב שינויים בתדירות ההתפרצות, כימיה מים ופלט תרמי, מדענים יכולים לזהות סימנים מוקדמים של אי שקט געשי והפרעה טקטונית. בעוד geyers אינם אינדיקטורים בלתי אפשריים, הם מספקים חלון ייחודי ולעתים קרובות זמני לתהליכים המתרחשים עמוק מתחת לרגליים שלנו להמשיך מחקר וטכנולוגיה רק לשפר את הערך של פני כדור הארץ.

(ב) לקריאה נוספת בנושא זה, ה-FLT:0; yellowstone Volcano ObservatoryFLT:1 מפרסם עדכונים קבועים על פעילות גייזר ווולקנית.TheFLT:2 National Park Service EvolutionFLT 3 מספק מידע מפורט על מדע הגלים וניטור.The FLT:4Smithsonian Globalism Program:2 National Park Service EvolutionFLT:5 שומרת על מסד נתונים של פעילות וולקנית הכוללת תצפיות גיאונריות ברחבי העולם.