Como as fontes termais no fundo do lago Yellowstone se comparam às fontes hidrotermais profundas do fundo do mar?

Aug 05, 2023

Fontes hidrotermais no fundo do oceano, como os famosos "fumantes negros", e aquelas no fundo do lago Yellowstone têm algumas semelhanças gerais, mas também são caracterizadas por diferentes tipos de química de fluidos e depósitos minerais.

Yellowstone Caldera Chronicles é uma coluna semanal escrita por cientistas e colaboradores do Yellowstone Volcano Observatory. A contribuição desta semana é de Pat Shanks, geólogo pesquisador emérito do US Geological Survey.

A descoberta de sistemas hidrotermais no fundo do oceano no final da década de 1970 é considerada uma das maiores descobertas científicas do século 20 e tem implicações para o fluxo de produtos químicos e calor para os oceanos, a formação de alguns depósitos minerais e a origem de vida. Nos últimos 50 anos, fontes hidrotermais profundas foram encontradas ao longo dos limites das placas nos oceanos do mundo.

Fontes hidrotermais também ocorrem no fundo do Lago Yellowstone, e os sistemas hidrotermais do lago têm sido o foco de muitas pesquisas recentes. Os estudos do USGS sobre fontes termais no fundo de Yellowstone, começando em 1999, usaram mapeamento de sonar multifeixe e perfis de reflexão sísmica do fundo do lago juntamente com observações diretas usando veículos submersíveis operados remotamente (ROVs). Esses estudos descobriram centenas de crateras relacionadas a fontes hidrotermais ativas anteriormente e dezenas de fontes termais atualmente ativas. Mais recentemente, o projeto multidisciplinar "Hydrothermal Dynamics of Yellowstone Lake", financiado pela National Science Foundation, Global Foundation for Ocean Exploration, National Park Service e US Geological Survey, forneceu informações adicionais sobre geologia, geoquímica, e geofísica dos sistemas de ventilação.

Vários tipos diferentes de fontes termais foram amostrados por ROV no fundo do lago Yellowstone. A mais profunda e uma das áreas de ventilação mais ativas no fundo do lago, chamada de campo de ventilação Deep Hole e localizada a leste da Ilha Stevenson, tinha temperaturas de até 174 ° C (345 ° F) e é impulsionada por um gás dominado por vapor (H2O -CO2-H2S) que ocorre cerca de 15 m (49 pés) abaixo do leito do lago. Em contraste, existem fontes termais no fundo do lago com maior teor de cloreto em Mary Bay, na Cratera de Elliott e em West Thumb.

Então, quão semelhantes são os sistemas de ventilação hidrotermais do lago Yellowstone com os famosos sistemas de ventilação hidrotermais do fundo do oceano "black smoker"? Existem vários pontos em comum. Ambos os sistemas são aquecidos por corpos magmáticos em profundidade, com água quente subindo de forma flutuante e transportando produtos químicos dissolvidos por reações com rochas quentes e gases retirados do magma. Em ambos os tipos de sistemas, à medida que os fluidos aquecidos e em circulação profunda sobem em direção ao fundo do mar ou do lago, esses fluidos continuam a reagir com as rochas ou sedimentos circundantes e esfriam. À medida que a pressão diminui, eles podem se separar em duas fases: um fluido semelhante a um gás dominado por vapor e um fluido mais denso com as propriedades de um líquido. A mistura de fluidos mais frios que circulam pelas rochas do leito do lago ou oceano pode ocorrer em qualquer profundidade, mas é mais comum no subsolo raso ou dentro das próprias fontes hidrotermais. Os fluidos hidrotermais do fundo do mar ou do fundo do lago formam plumas flutuantes à medida que deságuam na coluna de água.

Mas os sistemas hidrotermais do lago Yellowstone e do fundo do mar também têm algumas diferenças importantes, incluindo:

Em resumo, embora compartilhem semelhanças gerais, as fontes termais no fundo do lago Yellowstone e no fundo do mar têm diferenças físicas (profundidade, pressão, temperatura) e condições geoquímicas (água doce x água do mar; rocha basáltica rica em ferro e enxofre x sílica). ricos em riólitos) que resultam em fluxos e depósitos químicos muito diferentes.

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