La gran caldera volcánica en el Parque Nacional de Yellowstone es solo el último de una larga serie de sitios volcánicos, todos los cuales parecen estar vinculados a un material de burbuja caliente que puede llegar hasta el manto de la Tierra. Ha habido un gran esfuerzo para rastrear este material caliente, ya que algunas de las erupciones anteriores fueron francamente masivas.

Pero también existe una conexión entre este material caliente y elementos como los géiseres y las fuentes termales que hacen de Yellowstone un importante destino turístico. Y esas conexiones son muy difíciles de rastrear. Pero un nuevo estudio ha propuesto un mapa que muestra cómo fluye el agua cálida de Yellowstone bajo los pies de los visitantes y por qué llega a la superficie en lugares específicos.

mapeo de plomería

Tendemos a hablar del agua bajo nuestros pies como un viaje a través de ríos subterráneos, pero esto crea una imagen engañosa. En realidad, el agua se arrastra como una corriente ancha a través de materiales permeables, y su camino se ve desviado por cosas como fallas y rocas duras e impermeables como el granito. Rastrearlo no es lo más simple.

Para obtener una imagen clara de Yellowstone, los investigadores volaron un helicóptero a través de la caldera a lo largo de una serie de líneas espaciadas a solo 250 metros de distancia. A bordo se encontraba un instrumento sensible a campos electromagnéticos que permitía medir la resistividad y la susceptibilidad magnética del área bajo el helicóptero. Con todos los datos disponibles, los investigadores pudieron construir un modelo de las propiedades hasta unos cientos de metros debajo de la superficie.

El agua es un líquido muy polar, que cambiará las propiedades electromagnéticas de cualquier roca que fluya a través de ella. El agua que ha interactuado con las rocas calientes debajo de Yellowstone contendrá una gran cantidad de material disuelto, alterando aún más la conductividad eléctrica del agua.

Sabemos algo sobre la estructura de las rocas debajo de Yellowstone por haber perforado pozos en lugares específicos del sitio. Hay rocas consolidadas más antiguas, tobas volcánicas sueltas producidas por erupciones explosivas y una variedad de arcillas, que pueden o no contener agua caliente. La información sobre todos estos materiales ayudó a informar el modelo tridimensional que produjeron los investigadores.

están pasando muchas cosas

Como era de esperar, había evidencia de amplias regiones llenas de agua caliente debajo de muchas de las cuencas de géiseres en la caldera. Pero estas áreas a menudo no estaban directamente debajo de los campos de géiseres. En cambio, a menudo estaban cubiertos de rocas y arcillas que no permitían un flujo ascendente suave. En muchos casos, el agua caliente se movió hacia arriba a través de fallas que crearon grietas en la roca impermeable; las fallas parecían bandas bien definidas de agua caliente.

Una vez más cerca de la superficie, el agua caliente chocaba con una capa de depósitos volcánicos impermeables. En general, los campos de géiseres se definen como una brecha en estos depósitos, lo que permite que el agua caliente llegue a la superficie en un área relativamente amplia.

Además de alimentar los campos de géiseres, parte del agua caliente se movió horizontalmente a lo largo de líneas de material permeable más cerca de la superficie. Esto a veces condujo a que el agua caliente de múltiples fallas se mezclara antes de emerger en un géiser. En otros casos, el agua caliente se ha mezclado con el agua subterránea presente en el área, creando temperaturas moderadas que alimentan las aguas termales alrededor de la caldera. En algunos lugares, esta agua caliente salía del área cubierta por el helicóptero.

La resolución de esta imagen no es muy buena y muchos de los detalles (como los embalses y las grietas debajo de los géiseres individuales) no se pueden resolver. Pero la imagen ayuda a comprender algunos fenómenos que ya hemos observado. Muestra que un lugar asociado con enjambres de pequeños terremotos debajo del lago Yellowstone es un área donde el agua tibia se mueve hacia la superficie. La asociación entre algunos géiseres y fuentes específicas puede ayudar a explicar la diferencia en la composición de minerales disueltos en el agua en diferentes lugares.

Entonces, si bien el nuevo trabajo no es una imagen completa de Yellowstone, reúne información que ya tenemos y podría ayudar a guiar los esfuerzos futuros para comprender uno de los volcanes más emblemáticos de América del Norte.

Naturaleza, 2022. DOI: 10.1038/s41586-021-04379-1 (Acerca de los DOI).