黄石公园的游泳池是一个砰砰作响的温度计
当人群聚集在老忠实泉周围等待它的下一次喷发时，黄石国家公园最著名的间歇泉以北的一个小水池正在悄悄地展示它自己独特的活动，也或多或少是定期的表演时间。不过，Doublet Pool 不是在高耸的间歇泉中喷发，而是每 20 到 30 分钟通过砰砰声来增强低音。水在震动，地面也在震动。
Doublet Pool 定期的砰砰声不仅仅是一个有趣的旅游景点。犹他大学研究人员领导的一项新研究表明，重击事件之间的间隔反映了加热底部水池的能量，以及通过表面散失多少热量的迹象。作者发现，Doublet Pool 是黄石公园的砰砰温度计。
“通过研究 Doublet Pool，我们希望获得有关动态热液过程的知识，这些知识可以潜在地用于了解控制间歇泉喷发的因素，”地质与地球物理学系副教授 Fan-Chi Lin 说。一项研究的合著者，“以及更不可预测和更危险的热液爆炸。”
该研究发表在《地球物理研究快报》上。
不完全像间歇泉
Doublet Pool，顾名思义，就是一对由小颈相连的热液池。它可以轻松地放入一半的网球场。它位于黄石国家公园的间歇泉山上，与老忠实泉周围的酒店、游客中心和停车场隔着火洞河相望。
“我们知道 Doublet Pool 每 20-30 分钟就会砰砰作响，”Lin 说，“但之前对控制这种变化的因素了解不多。事实上，我不认为很多人真正意识到重击间隔会有所不同。人们更加关注间歇泉。”
林说，持续约 10 分钟的砰砰声是由管道系统中的气泡引起的，该系统将水供水，由黄石公园下方的岩浆系统加热到双峰池。当那些水蒸气气泡到达热液管道的凉爽上游时，它们会突然破裂。扑通。
林说，类似的过程发生在间歇泉中并激发“热液震颤”，但发生在热液系统的更深处，深度约为 30-60 英尺，最后间歇泉通过狭窄的开口释放压力作为喷发。Doublet Pool 没有使压力积聚的管道结构，因此不会发生喷发。此外，放置在泳池内和泳池周围的科学仪器不会有经常被吹坏的风险。
因此，为了更好地了解热液系统的工作原理，Lin 和他的同事，包括来自 U 的 Cheng-Nan Liu、Jamie Farrell 和 Sin-Mei Wu 以及来自加州大学伯克利分校和黄石国家公园的合作者，建立了一种叫做地震检波器的仪器2015 年至 2021 年间，在 Doublet Pool 周围进行了七次部署。在 2021 年冬季和 2022 年春季，在国家公园管理局的许可下，他们将温度和水位传感器降低到游泳池本身。然后他们观察、等待和倾听。
就像对着一锅意大利面吹气
研究人员专注于沉默间隔，或重击时期之间的时间。他们发现，沉默间隔每年、每小时或每天都不同。他们的结果表明，向热液系统添加或移除热量的不同过程是造成这种变化的原因。
2016 年 11 月，沉默间隔约为 30 分钟。但到 2018 年 9 月，该间隔时间已减半至 13 分钟左右，到 2021 年 11 月，间隔时间又回到了 20 分钟左右。
同一时期间歇泉山上还发生了什么?2018 年 9 月 15 日，位于 Doublet Pool 西北 200 英尺(60 m)处的 Ear Spring 自 1957 年以来首次喷发。喷发后，Doublet Pool 中的水沸腾了。
黄石国家公园的热液系统就像一个速溶锅，积累热量和压力，导致间歇泉和其他地貌喷发。Ear Spring、Doublet Pool 和其他特征的异常行为表明，2018 年 Geyser Hill 下的热量可能比往常更高。到 2021 年，就像自然释放的 Instant Pot 一样，热量和压力已经消退，Doublet Pool 的寂静期已经恢复。
研究人员还注意到，沉默的时间间隔每天都不同，甚至每小时都不一样。当他们将天气条件与静音间隔进行比较时，他们发现水池上的风速与静音间隔相关。风速越大，间隔时间越长。大自然吹过 Doublet Pool 的顶部，使其冷却下来。
该团队仍在努力了解吹在水池表面的风如何影响底部的热量，但很明显，风会带走水中的热能，就像吹过热饮或一壶热水壶一样即将沸腾的意大利面——冷却。
“现在，我们将水池视为一个完整的系统，这意味着从表面带走的能量使系统更难积累足够的能量来发出砰砰声，”林说。“一种可能性是水池正在积极对流，因此表面附近的冷却会在相对较短的时间内影响水池底部。”
热量输入和输出
使用传热原理，作者计算了在 Doublet Pool 开始重击所需的热量和加热速率。再想一想吹一锅意大利面。如果以与热量进入锅内的速度相同的速度去除热量(通过吹气)，则可以防止沸腾溢出。
“而且我们知道如何计算从风中带走的热量，”林说，“我们可以估算基地的加热率。”
Doublet Pool 的加热速率约为 3-7 兆瓦的能量。相比之下，Lin 说，同时燃烧大约 100 个家用炉子才能将 Doublet Pool 加热到足以发出砰砰声。(这也相当于每天价值超过 5,000 美元的能源，这凸显了地热能的潜力。)
知道加热速率后，科学家们可以使用静默间隔来衡量有多少热量进入水池，因为更多的热量意味着更短的间隔。
“更好地了解能量收支，”林说，“也将提高我们对黄石火山通过这些热液特征释放了多少能量的理解。”
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