作者:Shaul Hurwitz 来源:《地球物理研究快报》 发布时间:2020/10/19 10:11:34
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干旱让“老实泉”不老实

 

石化木表明800年前“老实泉”的定期喷发曾中止。图片来源:YINYANG/ISTOCK.COM

事实证明,“老实泉”并不总是那么老实。这座位于美国黄石国家公园的间歇式热喷泉因平均每隔90至94分钟向空中喷出数十米高的热水而闻名。据《科学》报道,现在,地质学家对公园里的石化木进行了研究,发现有证据表明800年前“老实泉”有几十年完全停止喷发,以应对一场严重干旱。10月7日,相关研究发表于《地球物理研究快报》。

世界上千余个间歇泉通常处在火山活动活跃的地区。地面渗水在接近岩浆室时达到沸点,但由于水在地下深处且处于高压状态,无法变成蒸汽。最终,过热的水热到足以汽化,在喷泉口引发水和蒸汽的爆炸性喷发。

许多间歇泉是随机喷发的,但当1870年探险家Henry Washburn的团队穿越黄石公园时,他们注意到了“老实泉”的规律,并以“老实泉”对其命名,以反映其可预测性。

然而,美国地质调查局的地质学家Shaul Hurwitz和同事想知道它是否总是如此可靠。由于植被无法在高温碱性水的冲击下存活,如今,“老实泉”周围区域一片荒芜。然而,早在20世纪50年代,一位研究人员就在喷泉附近发现了大块的古木,这些古木被“老实泉”富含二氧化硅的水矿化并保存下来。这些木头表明,因为没有热泉喷发,曾经有一段时间树木可以生长。

为了进行调查,Hurwitz和同事说服国家公园管理局允许他们对13个这样的标本进行日期测定。放射性碳测年显示,这些样本来自13世纪至14世纪的百年内。

研究人员报告说,其中三块木头来自扭叶松,这种树今天在黄石国家公园仍然常见。研究人员估计,其中一个标本——一段2.4米长的树干来自一棵80年树龄的树,这表明“老实泉”在近一个世纪内未喷发。

研究人员转向科学文献,寻找对喷发间隙的解释。他们发现,所有的样本都出现在中世纪气候异常阶段的末端,这是一个整个北半球都温暖干燥的时期,被认为部分由海洋环流的变化造成。它始于公元950年,直至公元1200年左右其仍在美国西部造成干旱。研究人员认为,长时间干旱让“老实泉”缺乏喷发所需的水,而一些耐旱的树木却生长了起来。

未参与这项研究的美国他犹他大学地球物理学家Jamie Farrell表示,这种分析是有道理的。“如果长期干旱,没有足够的水‘养活’这些系统,那么‘老实泉’有时可能会停止喷发。"他说。

印第安纳大学—普渡大学印第安纳波利斯联合分校地质学家Broxton Bird也认同这一观点。他说,中世纪气候异常的严重程度足以让这一事件发生。"水位越来越低,就在这一时期的末期,‘老实泉’关闭了。"他说,干旱会给美国西部的农业造成困难,这可能有助于解释为什么当时美国西南部原住民的部落被遗弃。

Hurwitz和同事说,随着气候变化,美国西部地区发生特大干旱的可能性更大,“老实泉”未来可能会减少喷发的频率,甚至可能完全停止喷发。(来源:中国科学报 文乐乐)

相关论文信息:https://doi.org/10.1029/2020GL089871

 
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