參觀過該公園的人可能會問自己，"所有的熱水是從哪里來的？"上周發(fā)表在《自然》雜志上的一項研究，由弗吉尼亞理工大學的W.Steven Holbrook和來自美國地質(zhì)調(diào)查局和丹麥奧胡斯大學的同事共同撰寫，提供了驚人的地下圖像，開始回答這個問題。

該研究小組利用從一架直升機上收集的地球物理數(shù)據(jù)來創(chuàng)建黃石公園地下"管道"系統(tǒng)的圖像。該方法檢測出具有不尋常的電和磁特性的特征，表明有熱液改變。研究人員表示，高導電性和低磁化的組合就像熱液活動的指紋，在數(shù)據(jù)中顯示得非常清楚。該方法本質(zhì)上是一個熱液路徑探測器。

這項研究的圖像顯示，該公園的地質(zhì)學深刻地塑造了其溫泉。熱的熱液幾乎垂直上升，從超過1公里（或0.62英里）的深度，到達公園的主要熱液區(qū)。一路上，它們與在公園的火山熔巖流內(nèi)和下面流動的較淺的地下水混合，這些地下水在圖像中也是可見的。斷層和裂縫引導熱液的上升，而熔巖流的邊界則控制著淺層地下水含水層。

該項目填補了長期以來關于黃石公園魅力熱液特征基礎的知識空白。人們對公園的地表熱液特征有很多了解，包括泥盆和泉水的化學成分和溫度，間歇泉的噴發(fā)間隔，以及生活在這些特征中和周圍的獨特嗜熱細菌。同樣，科學家通過追蹤發(fā)生在那里的地震，對更深層的熱源和構造活動有了越來越多的了解。但是，人們對地表熱液特征如何相互聯(lián)系以及與更深層的熱源和流體的聯(lián)系知之甚少。

為了收集數(shù)據(jù)，該團隊使用了一種名為"SkyTEM"的獨特儀器，它由一個拖在直升機下面的大環(huán)線組成。當直升機飛行時，該環(huán)路向下發(fā)送重復的電磁信號，引起地下導電體的反應。這種反應被記錄下來，隨后進行分析，以產(chǎn)生沿飛行線的詳細橫截面。這種技術在黃石公園這樣的環(huán)境中非常有效：熱液改變了它們所經(jīng)過的巖石，使巖石變成了粘土礦物具有更高的導電性，但抑制了磁化。

霍爾布魯克說，由于直升機在拖動SkyTEM儀器時能夠以每小時40至50英里的速度飛行，參與研究的科學家能夠覆蓋這個占地3500平方英里的國家公園的大片區(qū)域。這個數(shù)據(jù)集的一個獨特方面是它對這個巨大系統(tǒng)的廣泛覆蓋。研究人員不僅能夠觀察到熱液特征下面的深處，而且還能看到相鄰的特征在地下如何跨越遙遠的距離連接在一起。這在以前是不可能的。

這項新工作解決的謎團之一是公園內(nèi)不同的熱液區(qū)是否顯示出對比鮮明的深層流體來源和路徑。研究小組發(fā)現(xiàn)，諾里斯間歇泉盆地和下間歇泉盆地等地區(qū)下面的深層結構有明顯的相似性，這表明這些地區(qū)的化學和溫度的對比不是由深層過程引起的。相反，與淺層地下水的不同程度的混合可能造成了公園內(nèi)各種各樣的溫泉特征。