Более четырех миллионов человек посещают Йеллоустонский национальный парк каждый год. Многие из них испытали невероятное ощущение, будто бы земля под их ногами шевелится и дышит.
Среди туристов ходили споры об этом явлении, ведь странную пульсацию чувствуют не все. Но оказалось, у тех, кто рассказывал о пульсации Йеллоустоуна, не было галлюцинаций – ученые доказали, что поверхность земли в некоторых частях национального парка действительно подвижна. И амплитуда этих шевелений довольно велика – 10-12 см.
И ученые теперь понимают, почему так происходит.
Дыхание земли
Полоса Йеллоустонского парка, которая, как многим кажется, дышит, охватывает бассейн гейзера Норрис, самый жаркий термальный регион парка. Он уже давно славится как самый динамичный из естественно нагретых карманов парка.
В период с 1996 по 2004 год этот участок протяженностью в 30 км поднялся почти на 12 см. Более медленные движения уступили место ощутимым пульсациям, которые начались в 2014 году.
Бассейн гейзера Норрис
Вода в гейзере Норрис может нагреваться до рекордных 98 градусов Цельсия. Действительно, это самая горячая из термальных зон парка. И хотите - верьте, хотите - нет, но на глубине 300 метров под поверхностью исследователи зафиксировали температуру до 230 °С.
Но тепло – это не единственная примечательная особенность бассейна Норриса. Он также является старейшим термальным источником в Йеллоустонском парке. На самом деле есть данные, которые свидетельствуют о том, что он излучал тепло в течение 115 000 лет как минимум. И так уж случилось, что местность такая же динамичная, как старинная и жаркая.
Большая часть активности гейзерного бассейна Норриса происходит от сейсмических сдвигов, но отлив и приток воды также могут нарушить геотермальную область. Большая часть воды в пределах бассейна имеет повышенный уровень кислотности, в том числе воды самого высокого в мире гейзера под названием Пароход.
Рекордсмен Пароход
Деятельность Парохода показывает, насколько "темпераментной" может быть йеллоустонская природа. Он может выбрасывать воду на 100-120 метров вверх. Однако его сверхвысокие извержения не происходят по какому-либо графику и могут быть разными по продолжительности.
Например, Пароход может буйствовать, выбрасывая рекордные всплески вверх с интервалом в три-четыре дня, но иногда проходит и полвека до следующего 100-метрового извержения. Продолжительность этих выбросов также может варьироваться. Некоторые стихают всего через 180 секунд, в то время как другие бушуют по 40 минут за один раз.
С марта 2018 года и до 2020 года, когда начались исследования бассейна Норриса, казалось, что Пароход проснулся. Его спорадические излияния стали гораздо более предсказуемыми, причем взрывные выбросы происходили каждую неделю. И в 2019 году он установил рекорд для большинства извержений в один год – количество бурных всплесков достигло 48 (ранее максимальным считалось 32, и это тоже рекорд Парохода, установленный в 2018 году).
Но для тех специалистов, которые посвятили свою жизнь изучению Йеллоустона, самым удивительным является не бурлящая вода. Они изучают участки земли в бассейне (один из них больше по размеру, чем Чикаго), которые поднимаются и опускаются.
Спады и подъемы
Первый сдвиг происходил медленно, в течение восьмилетнего периода с 1996 по 2004 год. За это время 30-километровая зона бассейна Норриса поднялась на 12 см выше прежнего положения. Между 2005 и 2013 годами, однако, часть этого прироста сократилась: указанная область упала на 7 см назад.
Ситуация значительно изменилась всего за несколько месяцев в конце 2013 года и в начале 2014 года. В то время та же самая полоса земли поднималась вверх со скоростью примерно 15,5 см в год. К тому времени о пульсации земли в Йеллоустоне уже знали, но эксперты никогда прежде не фиксировали такой большой скорости подъема.
Затем, в марте 2014 года, землетрясение магнитудой 4,9 балла потрясло бассейн Норриса. Может показаться, что такое сейсмическое событие будет стимулировать дальнейшее движение в геотермальной области. Однако темп подъема, наоборот, замедлился. Но затем земля стала вести себя совсем по-другому.
В этот момент грунт в бассейне гейзера Норрис начал опускаться и постепенно подниматься. Это движение продолжалось до начала 2019 года, когда земля начала опадать. И на этот раз направление движения шло только на спад.
Несмотря на эту новую нисходящую траекторию, бассейн гейзера Норрис так и не вернулся полностью в свое первоначальное положение. По состоянию на апрель 2020 года активная 30-километровая полоса земли находится примерно на 15 см выше, чем в 2000 году. И учитывая диапазон изменений за последнюю четверть века, было бы неразумно исключать будущие колебания.
Новое исследование
Ученые долго не могли понять, почему земля движется вверх и вниз и как вообще это происходит. Но обширные исследования, результаты которых были опубликованы в 2020 году, пролили свет на тайны Йеллоустоуна. Команда была полна решимости выяснить причину поднятия. Поэтому исследователи использовали спутниковые и радиолокационные данные, чтобы заглянуть под поверхность земли и точно увидеть, что там происходит.
Вулкан ни при чем
Сразу же команда смогла увидеть, что деятельность гейзеров не была связана с вулканической природой Йеллоустона. Примерно 640 000 лет назад произошло извержение супервулкана, создавшее массивную кальдеру в самом сердце парка. Однако текущие изменения под котловиной не указывали на то, что вулкан восстановил свою активность.
Но даже опыт исследователей всех прошлых лет и современная техника не давали геологам гарантий, что они легко доберутся до источника пульсаций и поймут его природу. В таком гиперактивном вулканическом регионе, как Йеллоустон, точные причины любых явлений установить весьма сложно.
Открытие: дело в магме и не только
И все же ученые определили, что гейзер Норрис образовался много веков назад на месте геологического разлома. Это объясняет, почему земля, казалось, дышала. Магматическая сеть, обнаруженная в 1970-х годах, проложила себе путь в область под гейзерным бассейном Норриса в конце 1990-х годов, примерно в то время, когда область начала смещаться вверх. Во-первых, данные показали, что магма проникла в область под бассейном гейзера Норрис, примерно на 16 км под поверхностью. Ее появление вызвало первые из отмеченных сдвигов в ландшафте.
Но магма не просто бездельничала под поверхностью. Находясь там, она выпускала жидкости, пойманные в ее расплавленные волны. Эти жидкости пузырились и путешествовали под землей. Однако не все из них смогли найти выход на поверхность. Вместо этого они застряли, создавая давление под поверхностью земли. Поэтому растущее давление, вероятно, и дальше будет толкать землю вверх.
Перспективы
Сегодня магматические флюиды могут находиться близко к поверхности, всего в паре километров или около того под землей. Вытекающая жидкость неоднократно попадала в ловушки в карманах под слоями породы, заставляя землю подниматься. Этот цикл магматизма и гидротермальной активности оказался неуловимым для ученых, чтобы идентифицировать и хронологизировать.
Но исследователи знают, что их модель, вероятно, несовершенна. Это связано с тем, что бассейн гейзера Норрис так же подвержен гидротермальной активности, как и магмацентрическому движению. Все это означает, что в любой момент времени могут сосуществовать различные силы, действующие для перемещения поверхности земли. По их словам, могут быть и другие причины для подъема и падения, а это означает, что магма не может быть единственным элементом, стоящим за этими изменениями. Например, в Йеллоустоне в последнее время наблюдаются сильные снегопады. Возможно, вода скапливается в расселинах ландшафта и вытекает, когда земля сдвигается. Другими словами, это могут быть не только жидкости, пойманные в ловушку магмы, которые наконец вырвались на свободу.
По словам ученых, пульсация Йеллоустона в ближайшие годы не утихнет. И у тех, кто мечтает услышать, как дышит земля, есть шанс лично почувствовать это.
