הגייזרים המתפרצים כמו שעון / שרה לוין

כ-80 גייזרים קטנים מתפרצים במדבר אַטַקַמָה בצ’ילה, והם מספקים הזדמנות דומה לבחינת המנגנונים התת-קרקעיים שלהם. גאולוגים עמוסים בחיישני טמפרטורה ולחץ, במצלמות GoPro ובשלל אביזרים אחרים בחנו את אחד הגייזרים האלה

בפארק הלאומי בילוסטון, הגייזר “אולד פיית’פול” מרתק ומבדר תיירים בהתפרצויותיו החוזרות ונשנות. אבל בשל הפופולריות שלו, שומרים עליו מכל משמר: הממשלה מגבילה את הגישה אליו של מדענים סקרנים ואת הניסויים שהם רשאים לערוך בקרביו. ואולם, לפחות 80 גייזרים קטנים יותר אך דייקנים לא פחות מתפרצים במדבר אַטַקַמָה בצ’ילה, והם מספקים הזדמנות דומה לבחינת המנגנונים התת-קרקעיים שלהם. גאולוגים עמוסים בחיישני טמפרטורה ולחץ, במצלמות GoPro ובשלל אביזרים אחרים בחנו את אחד הגייזרים האלה, שכינויו “אל-חֶפֶה” (El Jefe, “הבוס”). בסקירתם, שארכה חמישה ימים, התרחשו יותר מ-3,500 התפרצויות, אחת ל-132 שניות. ומה הייתה התוצאה? אוסף הנתונים המפורט ביותר עד כה בדבר הכוראוגרפיה הנפיצה הזאת של מים וקיטור.

התפרצויותיו של אל-חֶפֶה סדירות יותר משל גייזרים רבים אחרים, אבל הצנרת דומה: מאגר תת-קרקעי עמוק של מים מזין פיר צר המוליך אל פני הקרקע. חום מליבת כדור הארץ מגיע אל המאגר, ובועות קיטור עולות בפיר עד שהן נכלאות בתא צדדי קטן: “מלכודת בועות”. כשמצטבר די קיטור במלכודת, הוא נפלט ומעלה את מפלס המים בפיר העליון של הגייזר. בסופו של דבר הבועות שנמלטו מן המלכודת מחממות את המים בפיר עד רתיחה, ומתרחשת התפרצות מלאה: הלחץ הנמוך של המים הרותחים בקצה העליון של עמודת המים מתחיל שרשרת תגובה שמתקדמת מטה, ומנמיכה את טמפרטורת הרתיחה של המים בתחתית, עד שקיטור ומים חמים ממלוא העמודה ניתזים מעלה בבת אחת. (שלבים אלה, ואחריהם שלב של טעינה מחדש, שבו המים מחלחלים שוב אל המאגר בטרם יתחיל מחזור נוסף, מוצגים באיור של דגם המעבדה שיצרה הקבוצה.) התצפיות התפרסמו בפברואר 2015 בכתב העת למחקר געשי וגאותרמי.

מדידות מכמה עומקים שונים יועילו להבנה של מחזור הגייזר ושל דפוסי הרתיחה בו, אומר מייקל מנגה, גאולוג מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי שהשתתף במחקר. מחקרים אחרים תיעדו רק לחץ או רק טמפרטורה, אבל שניהם גם יחד נחוצים להבנה מעמיקה יותר של האופן שבו החום עובר במים מתחת פני הקרקע. סטיבן אינגֶבְּריטְסֶן, חוקר במכון הגאולוגי של ארה”ב, מתעניין במה שתוכל התמונה הזאת של הגייזרים, המלאה יותר, ללמד את הגאולוגים בדבר תופעות גאותרמיות כמו למשל הרי געש, תופעות המתרחשות בעיקר מתחת לפני הקרקע וקשה מאוד לחקור אותן, כי המכשירים עלולים להינתך בחום, למשל. אותה זרימת מַגְמה מתחת לאדמה מניעה את שני סוגי ההתפרצות. “הם הורידו את החיישנים עמוק ככל האפשר,” אומר אינגֶבְּריטְסֶן. “אבל נשאלת השאלה מה קורה בעומקים גדולים יותר.”

הכתבה התפרסמה באישור סיינטיפיק אמריקן ישראל