Yellowstone: una mappa delle acque sotterranee per svelare i segreti della caldera

Alla lunga serie di siti vulcanici che sembrano essere collegati ad una massa calda di materiale che potrebbe arrivare fino al mantello terrestre, si aggiunge anche l’enorme caldera vulcanica del Parco di Yellowstone. I ricercatori sono già da tempo a lavoro per cercare di rintracciare questo materiale caldo e i vulcani che sono ad esso collegati, in quanto alcune delle eruzioni che da esso hanno avuto origine, sono state a dir poco colossali. Conoscere e mappare questi siti dunque, potrebbe aiutarci a prevenire catastrofi legate alle eruzioni vulcaniche.

Le acque sotterranee sono difficili da mappare

I ricercatori sostengono che un buon modo per individuare i vulcani connessi a questa massa di materiale caldo, sia cercare di mappare le connessioni tra di esso e alcune caratteristiche geotermali come i geyser e le sorgenti termali. Si tratta di connessioni molto difficili da rintracciare e mappare, ma un nuovo studio, condotto proprio a Yellowstone, propone una mappa delle acque sotterranee termali e calde e di come e perché queste acque raggiungano la superficie in alcuni punti specifici, come i geyser e le sorgenti.

Parlando delle acque sotterranee non dobbiamo immaginare fiumi, rivoli e ruscelli. La situazione sotto i nostri piedi è infatti molto più complicata. L’acqua si insinua attraverso materiali permeabili, il suo percorso è alterato da faglie e rocce dure e impermeabili, e si infila tra le crepe e le spaccature delle rocce. Mappare il flusso delle acque sotterranee è dunque un compito tutt’altro che semplice.

La mappatura delle acque sotto la caldera di Yellowstone

Fortunatamente per i ricercatori, l’acqua calda e ricca di minerali come quella calda e termale di Yellowstone, crea dei cambiamenti nei campi elettrici che possono essere mappati. Per avere un quadro chiaro di Yellowstone, i ricercatori hanno dunque fatto volare un elicottero sopra la caldera seguendo uno schema con una serie di linee distanziate di appena 250 metri.

A bordo dell’elicottero è stato istallato uno strumento sensibile ai campi elettromagnetici, in grado di misurare la resistività e la suscettibilità magnetica dell’area sotto l’elicottero. Grazie a questo tipo di dati i ricercatori sono riusciti a creare un modello di queste proprietà e caratteristiche nel sottosuolo della caldera, fino a poche centinaia di metri sotto la superficie.

Per il team di ricerca è stato possibile creare questo modello tridimensionale anche grazie alla nostra conoscenza della struttura delle rocce sotto Yellowstone. Una conoscenza ottenuta grazie a diversi pozzi e carotaggi praticati in diversi punti del sito.

L’importanza di conoscere come si sposta l’acqua sotto Yellowstone

Grazie a questo modello, il team di ricercatori ha rivelato quello che è l’affascinante impianto idraulico che alimenta i geyser e le sorgenti termali che rendono il parco famoso tra i visitatori ed i turisti.

Sono stati infatti individuate le vaste regioni piene di acqua calda sotto molti dei bacini di geyser nella caldera. Con sorpresa abbiamo anche appreso che spesso queste aree non erano direttamente al di sotto dei geyser, ma erano spesso ricoperti da rocce e argille che non consentivano all’acqua di avere flussi regolari verso l’alto. In molti casi, l’acqua calda si muove verso l’alto solo attraverso faglie che creavano fessure nella roccia altrimenti impermeabile: le faglie apparivano infatti come strisce di acqua calda ben definite.

Una volta più vicina alla superficie, l’acqua calda spesso finisce in una calotta di depositi vulcanici impermeabili. In generale, i campi di geyser sono definiti come uno spazio vuoto in questi depositi, che consente all’acqua calda di raggiungere la superficie su un’area relativamente ampia.

Oltre ad alimentare i campi di geyser, parte dell’acqua calda si muove orizzontalmente lungo linee di materiale permeabile più vicine alla superficie. Questo porta in alcuni casi alla mescolanza di acqua calda proveniente da più faglie prima che questa emerga in un geyser. In altri casi, l’acqua calda si è mescolata con le falde acquifere non termali presenti nella zona, creando acque dalle temperature moderate che alimentano sorgenti termali attorno alla caldera.

Ciò che abbiamo scoperto grazie alla mappa

La risoluzione di questa prima mappa non è eccezionale e molti dettagli non possono essere individuati, ma è comunque di grandissimo aiuto per dare una spiegazione ad alcuni fenomeni osservati in precedenza.

Ad esempio la mappa ci ha mostrato che un sito associato a sciami di piccoli terremoti sotto il lago Yellowstone è infatti un’area in cui l’acqua calda si sposta verso la superficie. L’associazione tra alcuni geyser e sorgenti specifiche potrebbe aiutare a spiegare la differenza nella composizione minerale disciolta nell’acqua nei diversi siti.

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