В поисках новых термальных зон Йеллоустоуна

Термальные зоны Йеллоустоуна представляют собой ни что иное как поверхностное выражение расположенной на большой глубине магматической системы, и они постоянно меняются. Они могут нагреваться, остывать, и даже смещаться по местности. Все вы помните, как в сентябре 2018 года в Верхнем гейзерном бассейне, буквально по соседству с гейзером Старый Служака, возник новый термальный объект, связанный с извержением давно неактивного горячего источника Иэр-Спринг.

Ещё более впечатляющим событием стало увеличение площади нагретой земли Нижнего бассейна (являющегося южным ответвлением гейзерного бассейна Норрис) в 2003 году. Такого рода перемены являются частью нормальных жизненных циклов тепловых зон в Йеллоустоунском национальном парке.

Не так давно был выявлен ещё один феноменальный пример термальных перемен — зарождение совершенно новой тепловой зоны, которое происходило на протяжении последних 20 лет!

Немного о теории

Термальной (тепловой) зоной называется смежная геологическая единица (т.е. отдельная область), включающая в свой состав от одного и более термальных объектов (это могут быть фумаролы, гейзеры, горячие источники и т.д.), окружённых почвой, подвергшейся гидротермальным изменениям. В число таких изменений входят гидротермальные минеральные отложения, газовые испарения, перегретая поверхность, и отсутствие всякой растительности.

В Йеллоустоуне насчитывается свыше 10 000 термальных объектов, большая часть которых сгруппирована в 120 отдельных термальных зон вроде Верхнего гейзерного бассейна или бассейна Норриса. Одна из таких областей, Терн-Лейк, расположена в центре парка и пролегает вдоль северо-восточной границы возрождающегося купола Сор-Крик (возрождающийся купол — центральное поднятие во многих вулканических кальдерах, возникающее вследствие заметного поднятия поверхности кальдеры после её образования в результате нового поступления магмы в очаг под поверхностью — прим. переводчика). Тепловая зона Терн-Лейк носит своё название в честь близлежащих озёр Терн и Западный Терн. Местность эта расположена глубоко в диких землях национального парка: от ближайшей тропы её отделяет почти 800 метров, а ближайший перевалочный пункт отстаёт от неё на целых 18 километров; по этой причине, лишь немногие люди посещают эту область. В целом, многие термальные зоны Йеллоустоунского парка характерны своей удалённостью и труднодоступностью для регулярных посещений, вследствие чего учёные Йеллоустоунской вулканической обсерватории прибегают к тепловому инфракрасному зондированию со спутников, чтобы регулярно обновлять карту местонахождений термальных зон парка и их изменения с течением времени. Получаемые изображения являются ценным источником в изучении термальных областей — особенно когда термочувствительные снимки делаются ночью, когда контраст между нагретой и ненагретой землёй особенно высок.

Запоздалое открытие

В апреле 2017 года, анализируя ночные инфракрасные снимки одного из таких спутников, Landsat-8, учёные обнаружили аномалию — неожиданную тепловую зону между озером Западный Терн и уже известной термальной зоной Терн-Лейк. Таинственное пятно ярких пикселей на инфракрасной фотографии не совпадало ни с одной из ранее картированных тепловых зон в округе. Было ли дело в озёрах? Водоёмы по ночам сохраняют более тёплую температуру, чем окружающая местность, и потому часто также выделяются на инфракрасных снимках, но только если они пребывают в жидком состоянии, а не заморожены. Зимой все озёра Йеллоустоуна без значительной тепловой подпитки снизу сковываются льдом на весь сезон и начинают таять лишь в апреле. Во многом это было верно для фотографии апреля 2017 года — некоторые озёра оставались замёрзшими (на фотографии они выделены тёмными пикселями), а вот озеро Западный Терн начало оттаивать, вероятно получая тепло из близлежащих горячих источников. Тем не менее, новое тепловое пятно рядом с озером совершенно точно не было водоёмом. Но тогда чем? Конечный ответ дала аэрофотосъёмка в высоком разрешении, которая была сделана совершенно для других целей.

Национальная программа сельскохозяйственной визуализации (National Agriculture Imagery Programm, NAIP), подведомственная Управлению обслуживания фермеров под началом Министерства сельского хозяйства США, каждые несколько лет проводит аэрофотосъёмку высокого разрешения всей континентальной части страны. Не обошло это мероприятие и регион озера Терн, чьи снимки в 2017 году раскрыли учёным Йеллоустоунской обсерватории истинную природу аномалии — ей оказалась широкая область со множеством погибших деревьев и яркой почвой, слишком похожая на термальную зону. Копнув глубже, учёные получили в распоряжение снимки этой же местности, сделанные NAIP в 2006 году, на которых просматривалась небольшая зона с увядающей растительностью, а также начало процесса гибели деревьев: на фоне здоровой зелени выделялись буро-коричневые кроны. Продолжив анализ, учёные получили доступ к фотографиям 1994 года, которые, несмотря на чёрно-белую плёнку и более низкое разрешение, чётко показали, что на тот момент там была полностью здоровая лесная зона без каких-либо признаков нарождающейся тепловой области. Промежуточные исторические снимки, проанализированные следующими, указали на то, что новая термальная зона начала зарождаться в конце 1990-х или начале 2000-х годов. Ещё одним примечательным фактом изучения фотографий 2006-2017 годов стало увеличение зоны гибели деревьев на северной оконечности уже известной термальной зоны Терн-Лейк.

Подведя итог анализу фотографий из разных временных периодов, учёные Йеллоустоунской обсерватории заключили, что новорожденная термальная зона формировалась на протяжении 20 лет. Сегодня её уже легко можно увидеть через сервис Google Earth по координатам (44°39'48.6"N, 110°16'44.4"W). Фактически, этот же сервис представляет возможность, используя инструмент временного ползунка, увидеть воочию, как земля здесь менялась с 1994 года. Вы сами можете увидеть весь процесс умирания растительности и появления термальной зоны!

Это распознание новой термальной зоны является великолепным примером важности спутниковой инфракрасной съёмки — особенно ночной съёмки — в процессе картирования тепловых областей Йеллоустоуна (это касается как обнаружения новых зон, так и отслеживания изменений в уже существующих). Именно такое поведение ожидаемо от динамичной гидротермальной активности Йеллоустоуна, а ныне обсуждаемый случай подчёркивает то, что процессы эти постоянны, пусть иногда и в удалённых, труднодоступных районах национального парка.

Учёные Йеллоустоунской обсерватории продолжают мониторинг за происходящим в национальном парке в том числе с помощью спутниковой съёмки, и сообщат о любых замеченных переменах в будущих статьях издания Хроники Кальдеры. И если данная тема стала для вас интересной, вы можете лично познакомиться с данными со спутника Landsat-8 и фотографиями NAIP! Все материалы находятся в свободном доступе по ссылке: https://earthexplorer.usgs.gov. Желаем хорошего дня!

Данный материал является вольным переводом общедоступной информации, изложенной на сайте Геологической службы США (USGS) в разделе Программы вулканических угроз (Volcano Hazards Programm).

Оригинал статьи: https://volcanoes.usgs.gov/volcanoes/yellowstone/article_home.html?vaid=160

Перевод наравне с оригиналом доступен для свободного прочтения и распространения при условии ссылки на первоисточник. Издание Caldera Chronicles и связанные с ним публикации являются интеллектуальной собственностью учёных Йеллоустоунской вулканической обсерватории и их коллег из организаций-партнёров обсерватории. Все прилагающиеся фотографии являются свободным для распространения достоянием общественности кроме случаев, оговариваемых с правообладателями данных медиа-материалов. При публикации изображений рекомендуется ссылка на сайт USGS.

Источник: m.vk.com