퇴적물 단서에 따르면 옐로스톤 호수는 지난 13,000년 동안 열수 폭발을 겪었습니다.

Dec 25, 2023

옐로스톤 호수(Yellowstone Lake) 아래의 지질학적 지형은 호수가 칼데라 내에 있는 용암 흐름에 의해 형성되며 칼데라 외부에 있는 호수 남쪽 절반의 빙하 및 기타 과정에 의해 형성됩니다. (닐 허버트/국립공원관리청)

북부와 서부의 옐로스톤 호수(Yellowstone Lake)는 옐로스톤 칼데라(때때로 옐로스톤의 초화산이라고도 불림) 내에 있으며, 표면 아래 깊은 곳의 마그마 챔버를 덮고 있습니다.

그 결과 매우 높은 열 흐름 값, 여러 개의 대형(직경 330피트 이상) 열수 폭발 분화구, 수십 개의 열수 돔 및 호수 바닥에 수백 개의 활성 및 비활성 온천 통풍구가 있는 매우 활동적인 호수 바닥 열수 지역이 생성됩니다. 호수 바닥의 열수 변형 진흙은 호수 바닥 아래를 순환하는 유체의 유형과 이러한 유체가 호수 퇴적물의 화학적 변화를 일으키는 조건에 대한 정보를 제공합니다.

Yellowstone Lake 주변에서 수집된 퇴적물 코어를 조사한 최근 연구는 Yellowstone Lake의 열수 폭발 역학뿐만 아니라 호수 바닥의 온천 유형, 특징적인 열수 변화 및 열수 폭발의 크기 간의 관계에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. .

호수 바닥 열수 시스템은 몇 가지 중요한 면에서 육지에 노출된 시스템과 다릅니다.

온천은 규조류(비결정성 실리카-SiO2의 세포벽을 갖는 단세포 조류)와 하천을 통해 호수로 운반되는 세립 퇴적물(대부분 암석)로 구성된 퇴적물을 통해 호수 바닥의 깊은 곳에서 솟아나옵니다. 흑요석을 포함한 파편, 석영 및 장석의 광물 입자). 규조류는 온천수와 상호작용하며 일반적으로 일부 부분은 용해되었지만 다른 미네랄은 뜨거운 물과의 반응으로 형성되었다는 증거를 보여줍니다. 결과적인 열수 변화 광물학은 변화를 일으키는 열수 유체의 유형에 따라 달라집니다.

Yellowstone Lake에는 두 가지 주요 유형의 열수 분출구 유체가 알려져 있습니다. 중성에서 알칼리성(비산성)의 물을 방출하는 액체 온천은 알칼리성 염화물 유체라고 하며, 증기가 지배적인 온천은 산성 및 가스성이며 다음을 포함합니다. 증기, 이산화탄소 및 황화수소.

알칼리성 염화물 유체는 염화물과 실리카를 포함한 상당한 양의 용해된 화학물질을 운반합니다. 이는 Old Faithful 및 Grand Prismatic Spring과 같은 육지의 상징적인 지형에 공급되는 열수액과 유사합니다. 증기가 지배하는 유체는 상당한 열을 전달하지만 용해된 화학물질은 없습니다. 이 두 가지 유형의 유체가 퇴적물을 통해 호수 바닥으로 상승함에 따라 퇴적물에서 발생하는 변화는 상당히 다릅니다. 증기가 지배하는 유체는 규조류를 용해시키고 퇴적물을 점토 광물, 특히 카올리나이트 및 보에마이트라고 불리는 산화알루미늄 광물로 변경합니다. 알칼리성 염화물 유체는 또한 규조류를 용해시킬 수 있지만 결국 석영이나 칼세도니와 같은 실리카를 침전시키고 스멕타이트나 녹니석과 같은 점토 광물을 생성하지만 카올리나이트나 보에마이트는 생성하지 않습니다.

따라서 호수 바닥에 있는 다양한 유형의 열수 시스템은 열수 활동이 중단된 지 오래 된 경우에도 이를 구분할 수 있는 광물 특성을 남깁니다.

이는 폭발 전 열수 시스템에서 변경된 퇴적물에 대한 연구가 과거에 존재했던 유체 유형과 다시 관련될 수 있기 때문에 중요합니다.

호수 퇴적물에 대한 최근 연구에서는 약 160~13,000년 전의 여러 열수 폭발 퇴적물이 발견되었습니다.

가장 크고 가장 광범위한 두 개의 매장지는 8,000년 된 엘리엇 분화구와 13,000년 된 메리 베이 폭발과 관련이 있습니다. 이는 실리카, 스멕타이트 및 녹니석을 포함하지만 카올리나이트를 포함하지 않는 관련 호수 퇴적물에서 발견되는 변형 광물학을 기반으로 하는 알칼리성 염화물 열수 시스템에서 형성되었습니다.

다른 폭발 퇴적물은 더 ​​젊고, 얇고, 덜 광범위하며 카올리나이트를 함유하고 있어 증기가 지배하는 열수 시스템과 관련이 있음을 나타냅니다.