Quando o Steamboat Geyser do Parque Nacional de Yellowstone - que atira água mais alto do que qualquer gêiser ativo do mundo - despertou em 2018 após três anos e meio de dormência, alguns especularam que era um prenúncio de possíveis erupções vulcânicas explosivas na bacia de gêiseres ao redor. Essas chamadas explosões hidrotérmicas podem lançar lama, areia e pedras no ar e liberam vapor quente, colocando vidas em perigo; uma dessas explosões na Ilha Branca, na Nova Zelândia, em dezembro de 2019, matou 22 pessoas.

Um novo estudo de geocientistas que estudam gêiseres joga água fria sobre essa ideia, encontrar poucos indícios de movimento do magma subterrâneo que seria um pré-requisito para uma erupção. Os gêiseres ficam fora da maior e mais dinâmica caldeira vulcânica do país, mas nenhuma grande erupção ocorreu nos últimos 70, 000 anos.

"Explosões hidrotérmicas - basicamente água quente explodindo porque entra em contato com a rocha quente - são um dos maiores riscos em Yellowstone, "disse Michael Manga, professor de ciências terrestres e planetárias da Universidade da Califórnia, Berkeley, e o autor sênior do estudo. "A razão pela qual eles são problemáticos é que são muito difíceis de prever; não está claro se há algum precursor que permitiria fornecer um aviso."

Ele e sua equipe descobriram que, enquanto o solo ao redor do gêiser aumentou e a sismicidade aumentou um pouco antes de o gêiser ser reativado e a área atualmente irradiar um pouco mais de calor para a atmosfera, nenhum outro gêiser dormente na bacia foi reiniciado, e a temperatura das águas subterrâneas que impulsionam as erupções do Steamboat não aumentou. Também, nenhuma sequência de erupções de Steamboat além da que começou em 2018 ocorreu após períodos de alta atividade sísmica.

"Não encontramos nenhuma evidência de que haja uma grande erupção chegando. Acho que é uma lição importante, " ele disse.

O estudo será publicado esta semana em Proceedings of the National Academy of Sciences .

Mangá, que estudou gêiseres ao redor do mundo e criou alguns em seu próprio laboratório, partiu com seus colegas para responder a três perguntas principais sobre Steamboat Geyser:Por que ele despertou novamente? Por que seu período é tão variável, variando de 3 a 17 dias? e por que ele jorra tão alto?

A equipe encontrou respostas para duas dessas perguntas. Ao comparar as alturas das colunas de 11 gêiseres diferentes nos Estados Unidos, Rússia, Islândia e Chile com a profundidade estimada do reservatório de água de onde vêm suas erupções, eles descobriram que quanto mais fundo o reservatório, quanto mais alto for o jato de erupção. Steamboat Geyser, com um reservatório de cerca de 25 metros (82 pés) abaixo do solo, tem a coluna mais alta - até 115 metros, ou 377 pés - enquanto dois gêiseres que Manga mediu no Chile estavam entre os mais baixos - erupções de cerca de um metro (3 pés) de altura de reservatórios 2 e 5 metros abaixo do solo.

"O que você realmente está fazendo é encher um recipiente, chega a um ponto crítico, você o esvazia e então fica sem fluido que pode entrar em erupção até que ele se recarregue novamente, "ele disse." Quanto mais fundo você vai, quanto maior a pressão. Quanto maior a pressão, quanto mais alta for a temperatura de ebulição. E quanto mais quente a água, quanto mais energia ele tem e mais alto é o gêiser. "

Para explorar as razões da variabilidade do Steamboat Geyser, a equipe reuniu registros relacionados a 109 erupções, desde a sua reativação em 2018. Os registros incluíram dados meteorológicos e de fluxo, leituras de sismômetro e de deformação do solo, e observações por entusiastas de gêiseres. Eles também analisaram os períodos ativos e inativos anteriores de Steamboat e nove outros gêiseres de Yellowstone, e dados de emissão térmica da superfície do solo da Norris Geyser Basin.

Eles concluíram que as variações na precipitação e derretimento da neve foram provavelmente responsáveis ​​por parte do período variável, e possivelmente para o período variável de outros gêiseres também. Na primavera e no início do verão, com neve derretida e chuva, a pressão da água subterrânea empurra mais água para o reservatório subterrâneo, fornecendo mais água quente para entrar em erupção com mais freqüência. Durante o inverno, com menos água, menor pressão do lençol freático reabastece o reservatório mais lentamente, levando a períodos mais longos entre as erupções. Como a água empurrada para o reservatório vem de lugares ainda mais profundos do que o reservatório, a água tem décadas ou séculos antes de entrar em erupção de volta à superfície, ele disse.

Em outubro, Os membros da equipe de Manga demonstraram o impacto extremo que a escassez de água e a seca podem ter sobre os gêiseres. Eles mostraram que o icônico Old Faithful Geyser de Yellowstone parou de entrar em erupção por cerca de 100 anos nos séculos 13 e 14, com base na datação por radiocarbono de pinheiros lodgepole mineralizados que cresceram ao redor do gêiser durante sua dormência. Normalmente a água é muito alcalina e a temperatura muito alta para que as árvores cresçam perto de gêiseres ativos. O período de dormência coincidiu com um longo período de calor, período de seca em todo o oeste dos EUA, chamado de anomalia climática medieval, o que pode ter causado o desaparecimento de várias civilizações nativas americanas no Ocidente.

"A mudança climática vai afetar gêiseres no futuro, "Mangá disse.

Manga e sua equipe não conseguiram determinar por que Steamboat Geyser reiniciou em 15 de março, 2018, após três anos e 193 dias de inatividade, embora o gêiser seja conhecido por ser muito mais variável do que o Old Faithful, que geralmente dispara a cada 90 minutos. Eles não conseguiram encontrar nenhuma evidência definitiva de que um novo magma subindo abaixo do gêiser causou sua reativação.

A reativação pode ter a ver com mudanças no encanamento interno, ele disse. Gêiseres parecem exigir três ingredientes:calor, água e rochas feitas de sílica - dióxido de silício. Porque a água quente em gêiseres continuamente dissolve e redeposita sílica - toda vez que Steamboat Geyser entra em erupção, traz cerca de 200 quilos, ou 440 libras de sílica dissolvida. Parte dessa sílica é depositada no subsolo e pode alterar o sistema de encanamento sob o gêiser. Essas mudanças podem interromper temporariamente ou reativar erupções se o tubo for redirecionado, ele disse.

Manga fez experiências com gêiseres em seu laboratório para entender por que eles explodem periodicamente, e pelo menos no laboratório, parece ser causado por loops ou câmaras laterais no tubo que prendem as bolhas de vapor que gotejam lentamente, aquecer a coluna de água acima até que toda a água possa ferver de cima para baixo, em erupção explosiva em uma coluna de água e vapor.

Estudos de erupções de água de gêiseres podem dar uma visão sobre as erupções de rocha quente de vulcões, ele disse.

"O que perguntamos são perguntas muito simples e é um pouco embaraçoso que não possamos respondê-las, porque significa que existem processos fundamentais na Terra que não entendemos muito bem, "Mangá disse." Uma das razões pelas quais argumentamos que precisamos estudar gêiseres é que, se não podemos entender e explicar como um gêiser entra em erupção, nossa esperança de fazer o mesmo com o magma é muito menor. "