ينفجر السخانات مثل الساعة / سارة ليفين

يثور حوالي 80 ينبوعًا صغيرًا في صحراء أتاكاما في تشيلي، وهي توفر فرصة مماثلة لدراسة آلياتها الموجودة تحت الأرض. قام الجيولوجيون المحملون بأجهزة استشعار لدرجة الحرارة والضغط وكاميرات GoPro ومجموعة من الملحقات الأخرى بفحص أحد هذه السخانات

في حديقة يلوستون الوطنية، يبهر نبع الماء الساخن "Old Faithful" السياح ويسليهم بانفجاراته المتكررة. ولكن نظرًا لشعبيته، فإنه يخضع لحراسة مشددة: حيث تقيد الحكومة الوصول إليه من قبل العلماء الفضوليين والتجارب التي يُسمح لهم بإجراءها فيما بينهم. ومع ذلك، يثور ما لا يقل عن 80 ينبوعًا صغيرًا ولكن بنفس القدر من الدقة في صحراء أتاكاما في تشيلي، وهي توفر فرصة مماثلة لفحص آلياتها الموجودة تحت الأرض. قام الجيولوجيون المجهزون بأجهزة استشعار لدرجة الحرارة والضغط وكاميرات GoPro ومجموعة من الملحقات الأخرى بفحص أحد هذه الينابيع الساخنة، والتي أطلقوا عليها اسم "El Jefe" (الزعيم). وفي مراجعتهم، التي استمرت خمسة أيام، حدث أكثر من 3,500 ثوران، بمعدل ثوران واحد كل 132 ثانية. وماذا كانت النتيجة؟ المجموعة الأكثر تفصيلاً من البيانات حتى الآن حول تصميم الرقصات المتفجر للماء والبخار.

إن ثورانات بركان هيفي أكثر انتظامًا من العديد من الينابيع الساخنة الأخرى، لكن السباكة متشابهة: يغذي خزان عميق للمياه تحت الأرض عمودًا ضيقًا يؤدي إلى السطح. تصل الحرارة من باطن الأرض إلى الخزان، وترتفع فقاعات البخار إلى أعلى العمود حتى يتم احتجازها في غرفة جانبية صغيرة: "مصيدة الفقاعات". عندما يتراكم ما يكفي من البخار في المصيدة، يتم إخراجه ويرفع مستوى الماء في العمود العلوي للسخان. בסופו של דבר הבועות שנמלטו מן המלכודת מחממות את המים בפיר עד רתיחה, ומתרחשת התפרצות מלאה: הלחץ הנמוך של המים הרותחים בקצה העליון של עמודת המים מתחיל שרשרת תגובה שמתקדמת מטה, ומנמיכה את טמפרטורת הרתיחה של המים בתחתית, עד שקיטור ומים חמים ממלוא העמודה ניתזים מעלה دفعة واحدة. (تظهر هذه المراحل، تليها مرحلة إعادة الشحن، حيث تتسرب المياه مرة أخرى إلى الخزان قبل أن تبدأ دورة أخرى، في رسم توضيحي للنموذج المختبري الذي أنشأه الفريق.) نُشرت الملاحظات في فبراير 2015 في مجلة Journal of Volcanic and أبحاث الطاقة الحرارية الأرضية.

يقول مايكل مانجا، عالم الجيولوجيا من جامعة كاليفورنيا في بيركلي والذي شارك في الدراسة، إن القياسات من عدة أعماق مختلفة ستكون مفيدة لفهم دورة السخان وأنماط الغليان فيها. وقد وثقت دراسات أخرى الضغط فقط أو درجة الحرارة فقط، ولكن كلاهما ضروري لفهم أعمق لكيفية انتقال الحرارة عبر المياه الجوفية. يهتم ستيفن إنجبريتسن، الباحث في هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، بما يمكن لهذه الصورة الأكثر اكتمالا للسخانات أن تعلم الجيولوجيين عن الظواهر الحرارية الأرضية مثل البراكين، وهي الظواهر التي تحدث بشكل رئيسي تحت سطح الأرض وتصعب دراستها، لأن فقد تذوب الأجهزة بالحرارة على سبيل المثال. نفس تدفق الصهارة تحت الأرض يدفع كلا النوعين من الانفجارات. يقول إنجبريتسن: "لقد خفضوا أجهزة الاستشعار إلى أقصى عمق ممكن". "لكن السؤال الذي يطرح نفسه هو ما الذي يحدث على أعماق أكبر."

تم نشر المقال بإذن من مجلة ساينتفيك أمريكان إسرائيل