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Old Faithful im Yellowstone Nationalpark: wo sein Reservoir liegt und was es mit den Erschütterungen bei seinen Ausbrüchen auf sich hat

Verlässlich beinahe wie ein Uhrwerk: Old Faithful im Yellowstone Nationalpark. Foto: Niagara 66 / Wikimedia Commons

Old Faithful ist der bekannteste Geysir im Yellowstone National Park. Millionen Besucher pro Jahr erleben seine Ausbrüche in etwa 44 bis 125 Minuten Abstand. Jedoch war bisher wenig bekannt über die geologischen Strukturen im Untergrund und darüber, wie die Ausbrüche zeitlich mit Phasen von Erschütterungen im Fels einhergehen.

Ein Team von Wissenschaftlern der University of Utah hat nun das unterirdische Reservoir identifiziert, dessen Wasser die heiße Fontäne des Geysirs speist. Verwendet wurde dafür und für die Erklärung der Schockwellen im Gestein ein Netzwerk von Messstellen mit neuartiger Technik. Die Erkenntnisse sind in den Geophysical Research Letters veröffentlicht. Doktorandin Sin-Mei Wu steht als Autor an 1. Stelle der Veröffentlichung.

Old Faithful wurde im Jahr 1870 entdeckt. Seinen Namen trägt er nach der Verlässlichkeit, mit der seine Ausbrüche geschehen. Er gilt als die herausragende Sehenswürdigkeit im Yellowstone Park, unter dem in etwa 5 bis 40 km Tiefe 2 aktive Magmakammern liegen. Aus ihnen stammt die Hitze für die Wasserfontänen (und ebenso für die heißen Tümpel) an der Oberfläche.

Um mehr über die Strukturen im Fels nahe der Oberfläche zu erfahren, installierten die Wissenschaftler Messstationen auf dem Boden. Die Herausforderung war hier, deren Signale von den Hintergrundvibrationen zu trennen, wie sie etwa durch Autoverkehr, Wind, Wasser usw entstehen.

Die Sensoren konnten Phasen starker Signale während 60 Minuten Dauer messen, auf die etwa 30 Minuten Ruhe folgte. Überraschenderweise traten die Fontänen nicht im Moment der größten Signalstärke auf, sondern kurz vor deren Ende, bevor wieder Ruhe einkehrte.

Professor Jamie Farrel gibt die Erklärung: Nach einer Fontäne füllt sich das Reservoir wieder mit heißem Wasser, wobei aus der Tiefe viele Blasen unter Druck nach oben kommen. Dort kühlen sie schlagartig ab und implodieren.“ Die dabei frei werdende Energie läuft in Form der Erschütterungen durch den Untergrund.

Aus den Messungen ließ sich auch ablesen, dass westlich der Fontäne das Reservoir liegen muss, aus dem sie ihr heißes Wasser bezieht. Die Wissenschaftler konnten ihre Form, Größe und Lage bestimmen.

Der Untergrund unter dem berühmten Geysir. Grafik: Sin-Mei Wu

Doktorandin Sin-Mei Wu vermutet, dass es sich um ein Netzwerk von Brüchen und Spalten im Gestein mit etwa 200 m Durchmesser handelt. Sie schätzt, dass es etwa 300.000 m³ Wasser aufnehmen kann. Zum Vergleich: bei jeder Eruption schleudert Old Faithful etwa 30 m³ Wasser in die Höhe. „Obwohl es nur eine grobe Schätzung ist, waren wir überrascht über diese Dimensionen“, sagt Wu.

Die Studie wurde gefördert von der National Science Foundation, der King Abdullah University of Science and Technology, der Brinson Foundation und dem Carrico Fund.

Geophysical Research Letters

Old Faithful Visitor Center

Webcam

(08.10.2017)