Nová studie publikovaná v jednom ze dvou nejprestižnějších vědeckých časopisů Nature vůbec poprvé odhaluje některé z těchto dosud neznámých dutin a kanálů – detailně mapuje cesty hydrotermálních toků, které se následně dostávají na povrch, a geologické pukliny a zlomy určující jejich trasy.

Data byla shromážděna pomocí přístroje zvaného SkyTEM312, který je zavěšen na helikoptéře a ze vzduchu tak mapuje terén pod sebou. Přístroj vysílá pulzy elektromagnetických signálů směrem k zemi, ty se následně odrazí a přístroj je detekuje. Během odrazu dochází ke změně charakteru vln v závislosti na strukturních vlastnostech materiálu, od kterého se odrazily.

„Kombinace vysoké elektrické vodivosti a nízké magnetizace je jako otisk prstu hydrotermální aktivity,“ popisuje Holbrook, jeden ze spoluautorů studie. „Jedná se o metodu, která je v podstatě detektorem hydrotermální dráhy.“

„Naše znalosti o podpovrchových strukturách v Yellowstonském národním parku jsou velmi omezené. O povrchových útvarech toho víme hodně na základě přímého pozorování, poměrně hodně toho víme také o magmatickém a tektonickém systému nacházejícím se několik kilometrů pod zemí. Co jsme však dosud netušili je, co se nachází uprostřed. Tento projekt nám umožnil tyto znalostní mezery zaplnit."

Data shromážděná SkyTEM312 byla pečlivě analyzována za účelem rekonstrukce hlubinného průřezu Yellowstonu. Tým zjistil, že mnoho z věhlasných prvků parku leží přímo nad jílem pokrytými kanály s velmi vysokým průtokem, které vedou podél puklin a zlomů v sopečných horninách. Tyto kanály vědci odhalili díky jejich nízkému elektrickému odporu, který dokázal přístroj zaznamenat.

Analýza odhalila, že těmito kanály nacházejícími se ne příliš hluboko pod zemí protéká podzemní voda, která se mísí s ohřátou vodou stoupající z velkých hloubek – více než jeden kilometr pod povrchem parku. Toto mísení vede k dekompresnímu varu, odplynění a vodivému chlazení, což se projevuje hydrotermálními jevy, kterými je Yellowstone známý.

Jedním z překvapivých výsledků studie byla podobnost hlubinných struktur nacházejících se pod různými částmi parku, které se vyznačují velmi odlišným chemickým složením i povrchovými teplotami.

Vrtulník s připojeným přístrojem SkyTEM312 nebyl nicméně schopen pokrýt celý park, jehož rozloha je téměř 9 000 čtverečních kilometrů, a zároveň se nepodařilo dosáhnout dostatečně vysokého rozlišení skenování, aby bylo možné identifikovat jednotlivé vodní kanály vedoucí ke specifickým prvkům. I přesto jsou však získané údaje velmi užitečné pro vědce z různých oborů.

Jak říkají autoři nové studie, řada biologů, geologů a hydrologů již vyjádřila zájem o využití jejich dat. Použít je chtějí pro studium mikrobiologické rozmanitosti v parku ale i pro tvoru historických záznamů minulých lávových proudů.

Znalosti získané v rámci studie by mohly být také využity pro předvídání vulkanických aktivit, ke kterým dochází, když se jílové vrstvy pod Yellowstonem dočasně utěsní – dochází pak totiž k nahromadění plynu nahromadění plynu, což může vést až k masivnímu výbuchu.

Originální publikace: https://www.nature.com/articles/s41586-021-04379-1

Zdroj: Science Alert, zdroj titulního obrázku: Denys Nevozhai, Unsplash