Hidrológiai Közlöny 1996 (76. évfolyam)
4. szám - Scheuer Gyula: Az amerikai Yellowstone Nemzeti Park hidrotermális területei
214 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1996. 76. ÉVI". 3. SZ.. Az előzőekben ismertetett gejzír medencéken túlmenően még számos helyen vannak kisebb-nagyobb hidroterma megnyilvánulások. így a Shoshone és a Heart tavaknál. nevezetes hévforrások a Terrace és a Calcite források is. Ez utóbbinál kőolaj nyomokat mutattak ki. A Washburn hévforrást pedig magas ammónia tartalma (270 mg/l) miatt indokolt megemlíteni. 3. Megfigyelések és megállapítások 3.1. Altalános jellemzés A Yellowstone Nemzeti Park a világ legjelentősebb hidrotermális területe, ahol az utóvulkáni tevékenységből származó gőzök és forró vizek koncentráltan nagy bőséggel különféle megjelenési formákban törnek a felszínre. A Park teljes vízhozama 3.300 m 3/s (Fournier R.O. et.al 1994). Azok a hidrotermális medencék a legjelentősebbek, ahol kis területre koncentrálódva tömegesen és együttesen valamennyi hidroterma jelenség megtalálható. Ilyen gejzír medence ill. hévforrás terület 12 van. A hidroterma jelenségek legérdekesebb megjelenésformái. a gejzírek oly nagy számban törnek a magasba, hogy a világ gejzírjeinek kb. 40 %-a itt fordul elő. Ezen belül a Felső gejzír medence a leghíresebb és a legfontosabb, mert kb. 11 km 2-en belül annyi gejzír működik, amely miatt a világ leggazdagabb ilyen területének számit. Mind formában, mind nagyságban egyedülállóak azok a forrásüledékek, amelyeket a feltörő hévizek halmoztak fel. Világhírűek a Mammoth Hot Springsnél megfigyelhető tetarátás travertino felhalmozódások, továbbá egyes gejzíreknél és hévforrásoknál keletkezett változatos formájú kovakúpok, vagy a szivárvány minden színében játszó egyéb kovakiválások. 3.2. Vízföldtani jellemzés Az irodalmi adatok szerint (Bargar K.E. et al. 1988, Fournier R.O. et al 1994) a hidrotermák víz utánpótlódását túlnyomó részt a beszivárgó felszíni vizek biztosítják, amelyek a vulkáni kőzetek repedésein keresztül jutnak a mélybe, ahol felmelegedve a vulkáni hőtől nyitott törések mentén gázokban és oldott sókban feldúsulva, több lépcsős átalakulási folyamat eredményeként ismét a felszínre lépnek. Ezt a megállapítást számos vizsgálat (geofizika, geokémia, izotóp stb.) eredményéből tették. A Yellowstone kalderában a hő utánpótlódást biztosító kőzetolvadék 5-8 km mélységben helyezkedik el, dc egyes területeken 3 km-re is megközelíti a felszínt (Norris medence). A magma felől a felszín felé C0 2, H 2S, H 20 és alkáliákban- halogénekben gazdag gázok áramlanak. Ezen anyagok egymáshoz viszonyított mennyisége magma összetételétől függően változik. Az Alsó és a Felső gejzír medencéknél (Lower and Upper Geyser Basin) a hőforrás és a felszín között a mélység függvényében több rezervoár típust különítenek el egymástól. Legmélyebben a magmához legközelebb, ahol még nem érvényesül a felszíni beszivárgásból származó utánpótlódás igen magas oldott sótartalmú H 20-t (15-25 Weight-Percent Hypersaline Brine) valószínűsítenek. E felett helyezkedik el a legmélyebb rezervoár 350425° C-os hőmérséklettel és oldalirányú víz utánpótlódással. A felszín felé a következő rezervoár 270° C körüli hőmérséklettel és nagy Cl és C0 2-vel, valamint oldalirányú víz utánpótlódással jellemezhető. Ebből kiindulóan a felszínhez legközelebb három féle rezervoár típust különítenek el. Az első típusnál a Cl = HC0 3, a másodiknál az NaHC0 3 > NaCl és a harmadiknál a Cl > HC0 3 a jellemző. Oldalirányból ezekhez is hozzákeverednek még "hígabb", felszínről beszivárgott vizek is. Ilyen bonyolult folyamat végeredményeként jelennek meg a felszínen a különböző kémiai összetételű és hőmérsékletű vizek, amelyek a hidrotermáknál tapasztalhatók. A vizekben a felszín irányába csökkenő oldott sótartalom nemcsak a "hígabb" vizek hozzákeveredése miatt következik be, hanem a csökkenő nyomás és hőmérséklet hatására a vizek bizonyos oldott anyagokra túltelítetté válnak és különböző ásványok formájában (zeolitok és egyéb szilikátok) kicsapódnak. A víz- körforgalom - beszivárgás - kilépés - megközelítően száz évig tart. Az elmúlt évtizedekben gyors és dinamikus hidrotermális változások voltak észlelhetők (hidrotermális robbanások, hőfok, kémiai stb.). Ebből következik, hogy a mélyben ma is olyan folyamatok mennek végbe, amelyek alapvetően befolyásolják, ill. esetenként átrendezik a hidrotermák megjelenésformáit és egyéb jellemzőit. A változások azt is jelzik, hogy az egész rendszer labilis, mert külső hatásokra (földrengés) azonnal érzékenyen reagál. 3.3. Gejzír működés és jellemzés Az egyes hidroterma típusokon belül számos egyedi sajátosságot mutató változatok figyelhetők meg. Továbbá, vannak olyanok is, amelyek átmenetet képeznek az egyik típusból a másikba. Ilyen átmeneti típusba tartoznak többek között azok a gejzírek, amelyek két kitörés közötti szünetekben hévforrásként működnek (Excelsior gejzír, Midway Basin) vagy olyanok, amelyek az explózió alatt átváltanak gőzkitörésbe. A gejzíreknek számos változata figyelhető meg. Jelentős eltérések vannak a kitörés nagyságában, erősségében, tartósságában és gyakoriságában. A kitörések magassága 0,5-120 m között változik, időtartama pedig 1-2 perctől 1 óráig, vagy még tovább is eltarthat. A kitörések gyakorisága és szabályossága is szélsőségesen változik. Vannak olyan gejzírek, amelyek igen gyakran 1-5 percenként lépnek működésbe , mások csak évente egyszer vagy kétszer törnek ki, vagy még ritkábban. Ezen belül megkülönböztethetők: szabályosan működök, amelyeknél megközelítő pontossággal előre jelezhetők a kitörések időpontja (Old Faithful), és ennek az ellenkezője, ahol a két kitörés közötti szünetek időtartamában nincs szabályosság, és ez igen szélsőségesen változhat. Ezért megkülönböztetnek: állandóan, rendszeresen, ritkán, és esetenként működőket, továbbá alkalmi gejzíreket, amikor egy hévforrás egyszer vagy többször váratlanul kitör. A gejzírekhez kapcsolódó felszíni megjelenésformák is igen változatosak.
