Yellowstone Se Pripravlja Na Izbruh: V Zgornji Magmatski Komori Je Kritični Volumen Taline - Alternativni Pogled

Yellowstone Se Pripravlja Na Izbruh: V Zgornji Magmatski Komori Je Kritični Volumen Taline - Alternativni Pogled
Yellowstone Se Pripravlja Na Izbruh: V Zgornji Magmatski Komori Je Kritični Volumen Taline - Alternativni Pogled
Anonim

16. februarja 2018 so potresni senzorji v Montani (območje Bozeman) zabeležili nenavaden potresni dogodek, ki se je zgodil lokalno ali v nacionalnem parku Yellowstone, ki se nahaja nekoliko južno:

Image
Image

Ameriški geološki zavod je o tem trenutku molčal, kot da se tisti dan v kalderi ni nič zgodilo.

17. januarja je isti senzor v Bozemanu ustvaril naslednjo sliko:

Image
Image

Kaj pomeni ta slika? Odpravimo se v arhiv vira, podatke istega senzorja odpremo za 14. junij 2017, ko se je v Yellowstoneu zgodil najmočnejši potres v zadnjem letu. Gledamo:

Image
Image

Slika prikazuje poročilo o potresu z močjo 4,4 stopnje blizu Zahodnega Yellowstona 15. junija (v ZDA je bil v tem trenutku 14. kot na senzorju). Če primerjamo podatke za 14.06.17 in 17.02.18, pridemo do zaključka, da je februarja na Kalderi prišlo do manjšega (če ne več) močnega potresa kot poleti lani. Se pravi, da je potres približno 5,0 po Richterjevi lestvici.

Promocijski video:

Zakaj gledamo na senzorje v Bozemanu in ne na senzorje, ki se nahajajo neposredno v kalderi?

Image
Image

Obstaja dobro znana storitev isthisthingon.org, ki omogoča odčitavanje senzorskih odčitkov javnosti neposredno v Yellowstoneu. Teoretično bi bila ta storitev idealna. Toda glede na določeno zanimanje za Yellowstone iz USGS bi bilo naivno domnevati, da tamkajšnji senzorji prikazujejo resnico, samo resnico in samo resnico.

Veliko bolj zanesljivo je paziti na odčitke seizmometrov na neki razdalji od kaldera - odčitkov ne bodo podcenjevali in jih tam ne bodo popravili. isthisthingon.org je zelo uporaben tudi zato, ker daje samo vizualno topologijo dogajanja, torej konkretno prikazuje, pod katerimi senzorji se potresi najpogosteje dogajajo.

Vendar pa nihče ne skriva topologije: po podatkih USGS je bilo mesto prvega šoka isto območje Maple Creek, kjer se je poleti zgodil potres. In če je območje potresov enako, če je tudi njihova moč najverjetneje enaka, se je verjetno smiselno spomniti na poletni potres v Yellowstoneu 14. in 15. junija 2017. Kaj je bilo tam nenavadnega?

Poletni potres v Yellowstoneu 14. in 15. junija 2017 si bo zapomnil naslednje trenutke.

Najprej so pošteni fantje iz ameriškega geološkega zavoda najprej napisali, da je bilo 5,0 točk, nakar so sporočilo odstranili z mesta in napisali 4.4.

Drugič, po tem potresu v Yellowstoneu se je začel tako imenovani roj Maple Creek, v katerem je bilo uradno priznanih tremorjev na tisoče in ki so se umirili šele novembra 2017.

Tretjič, na predvečer potresa in takoj za njim je bil v zrak dvignjen NASA-jev stratosferski observatorij, infrardeči teleskop, nameščen na Boeing 747SP. 12. junija je v krogih letel nad kaldero in nekaj fotografiral. Nekaj zelo vročega, kar najbolje vidimo v infrardeči svetlobi

Žal to, kar je bilo vidno iz opazovalnice, javnosti ni bilo prikazano.

Zdaj, ko smo osvežili dogodke iz poletja 2017, se vrnimo k dogajanju v Yellowstoneu. Zdaj se zdi, da je močno potresal potres z epicentri v globini 5-8 kilometrov in z redkimi globlimi žarišči 10-15 kilometrov:

Image
Image

Ne predstavljamo vse aktivnosti kaldere po 16. februarju. Po uradnih podatkih USGS se roj približuje 200 potresom in še naprej raste. Čeprav je prava stvar tam veliko bolj zanimiva in je bilo 17. februarja nakopičenih 200 poledic, čeprav ameriški geološki zavod iz nekega razloga o tem dejanju molči.

Tu so spektrogrami, pridobljeni iz podatkov senzorjev, nameščenih na območju Mount Baker in Lake Crater, ki se nahaja znatno zahodno od kaldera:

Image
Image

Spektrogrami so tridimenzionalni grafični prikazi potresnih dogodkov, barva pa je tretja dimenzija. Vodoravna lestvica prikazuje čas potovanja potresnega vala, njegovo navpično frekvenco in barvo - intenzivnost. Tako na sliki je razvidno, da je več kot petdeset majhnih potresnih valov prišlo s strani kaldere šele 17. februarja, valovi pa so tako pogosti, kot da bi bilo nekaj valovanja v vodi. In res je videti kot valovanje. Samo, na žalost prebivalcev zveznih držav Wyoming in Utah, ta valovanje ni na površini vodnega jezera, ampak na površini magmatskega jezera, ki raste pod Maple Creekom.

Ker prebivalci Montane niso vsi neumni in ljudje izražajo zaskrbljenost, je 19. februarja USGS izdal nujno pomirjujoče sporočilo, ki so ga podpisali lokalni seizmološko razsvetljeni ljudje - Mike Poland, geofizik USGS in Jamie Farrell, docent na univerzi v Utahu in višji seizmolog na YVO. Torej prevod:

Trenutni potresni roj Yellowstonea - kaj to pomeni?

Potres se je v Yellowstoneu nadaljeval v zadnjih nekaj dneh. Takoj želimo opozoriti, da v Yellowstoneu trenutno ni vulkanske aktivnosti. To je le še en majhen roj, ki ima trenutno več kot 200 potresov (od 18. februarja), zabeleženih na 13 km (8 mi) trgu severovzhodno od zahodnega Yellowstonea v državi Montana. Še več, v resnici je potresov veliko več, vendar jih ZDA zaradi njihove izjemno majhne velikosti ignorirajo zaradi umestitve.

Epicentar roja je približno enak epicentru roja Maple Creek, ki se je zgodil lani poleti in je v juniju-septembru 2017 zajel 2400 potresa. V resnici je lahko sedanji roj preprosto podaljšek roja Maple Creek, glede na sporadično potresnost na tem območju v zadnjih nekaj mesecih.

Zapri seizmičnost, povezana s trenutnim rojem (rdeči krogi) v primerjavi z lokacijami roja Maple Creek iz leta 2017 (sivi krogi). YMC je najbližja seizmična postaja epicentru
Zapri seizmičnost, povezana s trenutnim rojem (rdeči krogi) v primerjavi z lokacijami roja Maple Creek iz leta 2017 (sivi krogi). YMC je najbližja seizmična postaja epicentru

Zapri seizmičnost, povezana s trenutnim rojem (rdeči krogi) v primerjavi z lokacijami roja Maple Creek iz leta 2017 (sivi krogi). YMC je najbližja seizmična postaja epicentru.

Sedanji roj se je začel 8. februarja z nekaj majhnimi dogodki, ki so se zgodili enkrat do dvakrat na dan. Toda že 15. februarja so opazili opazne hitrosti in stopnje potresnosti. Od 18. februarja ima največji potres v roju magnitudo 2,9. Vsi se pojavljajo približno 8 km pod površjem.

Kaj povzroča to potresnost roja? In zakaj ta del nacionalnega parka Yellowstone vedno vidi tovrstne dogodke? To ni alarmantno, če na vse pogledate zgodovinsko. Spodnja slika prikazuje zemljevid potresov v Yellowstoneu od leta 1973 do 2017. Rdeči krogi so vsi potresi in modri krogi so potresi, ki so bili del rojev.

Image
Image

Tako seizmografi na Univerzi v Utahu, ki so odgovorni za seizmični nadzor v regiji Yellowstone, kažejo, da je to območje preprosto potresni vir.

Roji odražajo spremembe stresa vzdolž majhnih napak pod površino in jih ponavadi povzročijo dva procesa: velike tektonske sile in spremembe tlaka pod površino zaradi kopičenja in / ali črpanja tekočin (magme, vode in / ali plina).

Obseg trenutnega roja je odvisen od obeh procesov. Največji zgodovinski potres v regiji, dogodek M7.3 Hebgen Lake leta 1957, je povzročil prepletanje celine, zahodne Združene države Amerike so se oddaljile od vzhodnih, zaradi česar se je topografija večine regije spremenila. Vemo pa tudi, da je pod površino ogromno tekočine, vključno s hidrotermalno vodo in plini, ta površina v bližnjem bazenu Norris Gejser - najbolj vroči termalni regiji nacionalnega parka Yellowstone!

Sodobni in pretekli potresi odražajo geologijo regije, ki vsebuje številne napake in tekočine, ki se nenehno premikajo pod površjem. Ta kombinacija obstoječih napak in selitve tekočin ter dejstvo, da regija še vedno "čuti" stresne učinke potresa leta 1959, prispevata k preoblikovanju tega območja v žarišče potresnosti in dejavnosti.

Čeprav se morda sliši zaskrbljujoče, je trenutna potresnost razmeroma šibka in dejansko predstavlja priložnost za več informacij o Yellowstoneu. To se zgodi v času sprememb, ko lahko znanstveniki razvijejo, preizkusijo in izpopolnijo svoje modele, kako deluje Yellowstone vulkanski sistem. Pretekli seizmični roji, kot so bili leta 2004, 2009 in 2010, so privedli do novega vpogleda v vedenje sistema kaldera. Upamo, da bomo to znanje razširili s prihodnjimi analizami seizmičnosti za leti 2017 in 2018.

Tukaj je čudovita in zabavna zgodba. Rahlo nasprotuje uradni zgodovini USGS o "manj kot 200 potresih" 21. februarja, vendar so akademiki vse pojasnili - malenkosti ne upoštevajo. Toda kako majhen je potres magnitude manj kot 1,0?

Spodaj podajamo zabavno razlago Richterove lestvice v ekvivalentu TNT:

Image
Image

Tako vam lestvica omogoča, da predstavite, kaj se dogaja v kalderi, ne v obliki števil, temveč bolj figurativno. 1-2 točki - to je bomba iz druge svetovne vojne, kalibra 50-500 kg. 3-4 točke - to je MOAB ali celo FOAB - mati in oče vseh bomb. 4-5 točk - to je že jedrsko orožje, ki kot občasno eksplodira v kalderi.

Če nekje 5 kilometrov pod zemljo kaj eksplodira s silo 50-kilogramske bombe - to seveda ne bo potresni dogodek, ki ga bo kdo opazil, če pa bo 50-kilogramska bomba vsako minuto eksplodirala na globini in vse to se dogaja na podlagi eksplozij bomb, ki tehtajo 10-20 ton, in po eksploziji približno 20 kt (ena Hiroshima) …

Image
Image

… verjetno tukaj ni mogoče prezreti ničesar, kar najverjetneje počnejo uradni seizmologi.

Kljub temu lahko številka 1500 seizmičnih dogodkov na teden opozarja na kaldera. Zato uradniki pravijo vse pravilno: 50 kilogramov TNT ni nič, ni treba skrbeti. In da so ljudje v zvezni državi Montana še manj skrbeli, so jim ponudili konturni zemljevid v razmislek, kjer so 50 let zaznamovali potrese in usmerjali njihovo razmišljanje v glavni tok: vse je v redu, vedno je strahopetec.

Vendar pa je na tem mestu še ena karta. Natančneje, precej grob 3D model, ki ponazarja posteljo Maple Creek, ki prehaja pod površino:

Kot lahko vidite iz tega videoposnetka, je magmatska komora pod kaldero trikrat sestavljena iz zaporedno padajočih ravni. Samo trije so:

Image
Image

Risba in video demonstracija temeljita na študiji leta 2014 o prehodu potresnih valov pod površino v območju kaldere. Je kot ogromen tektonski aparat za ultrazvok.

Image
Image

Iz takšne študije ni mogoče dobiti veliko informacij, kljub temu pa je vsem poleti 2017 v Utahu popolnoma jasno, da je pod Maple Creekom kupola najbolj površnega rezervoarja magme.

Globlji rezervoar se pod pritiskom razširi, magma išče svojo pot na površje, in ko najde napako in jo napolni, se na tem mestu najprej zgodi potres magnitude 4-6, ko stiskalna magma močno potisne bazaltne kamnine narazen. Nato se novi sistem stabilizira in ustvari roj te ali one sile. Prav ta postopek se odraža na zemljevidu potresov v kalderi v obdobju od 1973 do 2018.

Vendar imamo v primeru roja Maple Creek že nekaj povsem drugega. Namreč: dva roja na istem mestu!

Image
Image

Se pravi, magma se poda na površje v smeri regije Maple Creek in najde najšibkejšo skalo na poti. In danes je magma že precej bližje površju kot poleti, saj potresi z magnitudo več kot 4,0 točke samo govorijo o napredovanju magme, ki ustvarja nov kanal zase.

Druga stvar, na katero moramo biti pozorni, je globina plitvih potresov, na katere razsvetljeni iz USGS predlagajo, da ne bodo pozorni. Če pogledate sliko in pogledate podatke USGS o globini trenutnega roja, postane očitno KJE se giblje:

Image
Image

Tako zdaj glavni potresi v kalderi nastajajo v najvišjem rezervoarju magme, ki se nahaja na globini 5-15 kilometrov.

Pozornost vseh časopisov je usmerjena na potrese s silo, višjo od 4,0, zato vsi zanemarjajo "malenkost" v obliki eksplozij 10-tonskih bomb. Vendar ti majhni potresi kažejo na neizogiben pristop katastrofe. Morda je že v polnem razmahu.

Nemogoče je pogledati znotraj zemeljske skorje in videti, kaj se dogaja z našimi očmi, vendar bi bila edina logična razlaga za velike potrese nad 4,0 premik magme na površje, ki se pojavlja v sunkih. Nekje v skali se je pojavila razpoka, nekje se je pritisk povečal - in magma je hitela tja z glasnim trkom in vse zdrobila z eksplozijsko silo 20 kiloton ali več. Toda kaj se še naprej trese? Magma?

Za razliko od množične iluzije, ki temelji na videoposnetkih o vulkanih in časopisnih izrazih, kot so "magma jezera", si ljudje predstavljajo, da je v resnici nekakšen "rezervoar" pod zemljo, v katerem se magma prši kot vroče olje v sodu. Pravzaprav to ni tako. Magma komora (površina) izgleda v poglavju:

Image
Image

Z drugimi besedami, rezervoar je gora ognjevzdržne skale, zdrobljene na koščke, napolnjena s skalo v stanju taline. In ko postane talina več kot 50 odstotkov, se začne izbruh.

Po uradnih podatkih za leto 2014 je talina v zgornji magmatski komori znašala največ 15%. Teh podatkov ne moremo niti zanikati niti potrditi. Mogoče je bila resnica 15%, morda pa 25% ali le 5%.

Toda ni slučajno, da zgoraj navedemo ne le nekaj podatkov iz nekaterih seizmografov v zvezni državi Washington, sosednji državi Kaldera. Navedli smo NEPOVEZEN spektrogram, to je računalniško modelirano risbo, ki temelji na odčitkih številnih seizmometrov. In na tej sliki ne samo "zasebni potresi", ampak resnični valovi. Na teh frekvencah jih je veliko.

Služba UNAVCO, ki neposredno sodeluje pri spremljanju kaldere, redno in pošteno prikazuje podobne spektrograme:

Image
Image

Zaključek iz takšne frekvence majhnih potresov je zelo slab, saj lahko le tako viskozna tekočina ustvari tako delne, majhne, neprekinjene vibracije. Trdna skala se ne more premikati tako.

Če z zadka tovornjaka nalijete goro ruševin, se bo čez nekaj minut tam celo naselil prah, kamenje se bo nehalo valjati. Če pa ta ruševina vlijemo v vodo, bodo valovi na jezeru hodili eno uro. Če jezero ni narejeno iz vode, ampak bolj viskozno, na primer jezero z oljem, bo navdušenje tam še en dan.

Kamen v rezervoarju magme se obnaša na podoben način. Če prevladujejo trdne kamnine, nastajajoči valovi v talini takoj ugasnejo. Če pa je taline veliko, bo val vztrajal zelo dolgo, kar bo povzročilo enak nenehen roj.

In če vidimo ta roj v Yellowstoneu, če vidimo, da se magma v zgornjem rezervoarju ne obnaša kot kup kamenja, temveč kot tekočina - kritična črta v 50% tekoče kamnine se zdi, da je že bila prešla ali je zelo blizu. In to pomeni, da se lahko izbruh začne kadar koli.