La vasta caldera vulcanica nel Parco Nazionale di Yellowstone è solo l’ultimo di una lunga serie di siti vulcanici, che sembrano tutti legati a materiale del punto caldo Potrebbe arrivare fino al mantello terrestre. Sono stati fatti molti sforzi per rintracciare quel materiale caldo, dato che alcune delle precedenti eruzioni erano semplicemente troppo massicce.

Ma c’è anche una connessione tra questa sostanza calda e caratteristiche come geyser e sorgenti termali che fanno di Yellowstone una delle principali destinazioni turistiche. È molto difficile rintracciare questi collegamenti. Ma un nuovo studio ha proposto una mappa che mostra come l’acqua calda a Yellowstone scorre sotto i piedi dei visitatori e perché raggiunge la superficie in luoghi specifici.

Mappatura idraulica

Tendiamo a parlare dell’acqua sotto i nostri piedi come se viaggiasse attraverso fiumi sotterranei, ma questo crea un’immagine fuorviante. L’acqua infatti si infiltra come un ampio flusso attraverso materiali permeabili, il suo percorso deviato da cose come faglie e rocce dure e impermeabili come il granito. Tenerne traccia non è la cosa più semplice.

Per avere un quadro chiaro di Yellowstone, i ricercatori hanno fatto volare un elicottero attraverso la caldera lungo una serie di linee a 250 metri di distanza l’una dall’altra. A bordo c’era uno strumento sensibile ai campi elettromagnetici, che permetteva di misurare la resistenza e la suscettibilità magnetica dell’area sotto l’elicottero. Con tutti i dati in mano, i ricercatori possono costruire un modello delle proprietà fino a poche centinaia di metri sotto la superficie.

L’acqua è un liquido altamente polare, che cambierà le proprietà elettromagnetiche di tutte le rocce attraverso cui scorre. L’acqua che interagisce con le rocce calde sotto Yellowstone conterrà molto materiale disciolto, che cambia ancora di più la conduttività elettrica dell’acqua.

Sappiamo qualcosa sulla struttura rocciosa sotto Yellowstone perforando pozzi in punti specifici del sito. Ci sono antiche rocce coesive, crateri sciolti da eruzioni esplosive e una varietà di argille, che possono contenere o meno acqua calda. Le informazioni su tutti questi materiali hanno contribuito a informare il modello 3D prodotto dai ricercatori.

succede molto

Come ci si potrebbe aspettare, c’erano prove di vaste aree piene di acqua calda sotto i numerosi geyser della caldera. Ma queste aree spesso non erano direttamente al di sotto dei campi di geyser stessi. Invece, era spesso ricoperta di rocce e fango che non permettevano un flusso regolare verso l’alto. In molti casi, l’acqua calda risaliva attraverso le faglie creando fessure nella roccia impermeabile – e le faglie apparivano come striature di acqua calda ben definite.

Una volta vicino alla superficie, l’acqua calda colpisce spesso una coltre di sedimenti vulcanici impermeabili. In generale, i campi di geyser sono definiti come uno spazio vuoto in questi sedimenti, che consente all’acqua calda di raggiungere la superficie su un’area relativamente ampia.

Oltre ad alimentare i campi di geyser, parte dell’acqua calda si muoveva orizzontalmente lungo linee di materiale permeabile vicino alla superficie. A volte, ciò ha provocato la miscelazione dell’acqua calda da più guasti prima di presentarsi nel riscaldatore. In altri casi, l’acqua calda si mescola con le falde acquifere della zona, creando temperature miti che alimentano le sorgenti termali intorno alla caldera. In alcune località, quest’acqua calda scorreva al di fuori dell’area coperta dall’elicottero.

La precisione in questa ripresa non è eccezionale e molti dettagli (come gli armadietti e le fessure sotto i singoli riscaldatori) non possono essere risolti. Ma l’imaging aiuta a comprendere alcuni dei fenomeni che abbiamo già osservato. Mostra che il sito associato a sciami di piccoli terremoti sotto il lago Yellowstone è un’area in cui l’acqua calda si sposta verso la superficie. L’associazione tra alcuni geyser e sorgenti specifiche può aiutare a spiegare la differenza nella composizione minerale disciolta dall’acqua in luoghi diversi.

Quindi, sebbene il nuovo lavoro non sia un quadro completo di Yellowstone, raccoglie frammenti di informazioni che già abbiamo e potrebbe aiutare a guidare gli sforzi futuri per comprendere uno dei vulcani più famosi del Nord America.

Natura, 2022. DOI: 10.1038 / s41586-021-04379-1 (Informazioni sui DOI).