¿Cómo se comparan las aguas termales en el fondo del lago Yellowstone con los respiraderos hidrotermales del fondo marino profundo?

Aug 05, 2023

Los respiraderos hidrotermales en el fondo del océano, como los famosos "fumadores negros", y los del fondo del lago Yellowstone tienen algunas similitudes generales, pero también se caracterizan por diferentes tipos de química de fluidos y depósitos minerales.

Yellowstone Caldera Chronicles es una columna semanal escrita por científicos y colaboradores del Observatorio del Volcán de Yellowstone. La contribución de esta semana es de Pat Shanks, geólogo investigador emérito del Servicio Geológico de EE. UU.

El descubrimiento de sistemas hidrotermales en el fondo del océano a fines de la década de 1970 se considera uno de los mayores hallazgos científicos del siglo XX y tiene implicaciones para el flujo de productos químicos y calor hacia los océanos, la formación de algunos depósitos minerales y el origen de vida. Durante los últimos 50 años, se han encontrado respiraderos hidrotermales de aguas profundas a lo largo de los límites de las placas en todos los océanos del mundo.

Los respiraderos hidrotermales también ocurren en el suelo del lago Yellowstone, y los sistemas hidrotermales del lago han sido el foco de muchas investigaciones recientes. Los estudios del USGS de aguas termales en el suelo de Yellowstone a partir de 1999 utilizaron mapas de sonar multihaz y perfiles de reflexión sísmica del suelo del lago junto con observaciones directas utilizando vehículos sumergibles operados a distancia (ROV). Estos estudios descubrieron cientos de cráteres de respiraderos relacionados con respiraderos hidrotermales previamente activos y docenas de fuentes termales actualmente activas. Más recientemente, el proyecto multidisciplinario "Dinámica hidrotermal del lago Yellowstone", que fue financiado por la Fundación Nacional de Ciencias, la Fundación Global para la Exploración Oceánica, el Servicio de Parques Nacionales y el Servicio Geológico de EE. UU., brindó información adicional sobre la geología, la geoquímica, la y geofísica de los sistemas de ventilación.

El ROV ha tomado muestras de varios tipos diferentes de aguas termales en el suelo del lago Yellowstone. La más profunda y una de las áreas de ventilación más activas en el fondo del lago, llamada campo de ventilación Deep Hole y ubicada al este de la isla Stevenson, tenía temperaturas de hasta 174 °C (345 °F) y es impulsada por un vapor dominado (H2O -CO2-H2S) que se encuentra a unos 15 m (49 pies) por debajo del suelo del lago. Por el contrario, hay aguas termales en el fondo del lago que tienen un mayor contenido de cloruro en Mary Bay, Elliott's Crater y West Thumb.

Entonces, ¿cuán similares son los sistemas de ventilación hidrotermal del lago Yellowstone con los famosos sistemas de ventilación hidrotermal de las profundidades del océano "fumadores negros"? Hay varios puntos en común. Ambos sistemas son calentados por cuerpos magmáticos en profundidad, con agua caliente que asciende y transporta sustancias químicas disueltas por reacciones con rocas calientes y gases recogidos del magma. En ambos tipos de sistemas, a medida que los fluidos calentados y que circulan profundamente se elevan hacia el lecho marino o el fondo del lago, estos fluidos continúan reaccionando con las rocas o sedimentos circundantes y se enfrían. A medida que la presión disminuye, pueden separarse en dos fases: un fluido similar al gas dominado por el vapor y un fluido más denso con las propiedades de un líquido. La mezcla de fluidos más fríos que circulan a través de las rocas del fondo del océano o del lago puede ocurrir a cualquier profundidad, pero es más común en el subsuelo poco profundo o dentro de los mismos respiraderos hidrotermales. Los fluidos hidrotermales del fondo marino o del fondo del lago forman penachos flotantes a medida que se ventilan en la columna de agua.

Pero los sistemas hidrotermales del lago Yellowstone y del lecho marino también tienen algunas diferencias importantes, que incluyen:

En resumen, si bien comparten similitudes generales, las aguas termales en el suelo del lago Yellowstone y en el lecho marino tienen diferencias en las condiciones físicas (profundidad, presión, temperatura) y geoquímicas (agua dulce frente a agua de mar; roca basáltica rica en hierro y azufre frente a sílice). ricas en riolitas) que dan como resultado depósitos y flujos químicos muy diferentes.

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