Утро 23 июля 2024 года было похоже на большинство летних утра в Йеллоустонском национальном парке. Машины боролись за парковочные места, бизоны отдыхали на лугах, а туристы прогуливались по дощатым настилам, любуясь кипящими источниками и фонтанами воды и пара. Все они не подозревали о давлении, которое нарастало под бассейном Чёрного алмаза, термальным источником в бассейне Бисквит в Вайоминге, примерно в 3,5 километрах к северо-западу от знаменитого гейзера Олд-Фэйтфул.
Внезапно, незадолго до 10:00 утра, струи мутной, насыщенной камнями воды и пара вырвались из мутных глубин бассейна, образуя всплески высотой до 400–600 футов (~120–180 метров), которые осыпали окрестности и дощатые настилы камнями и грязью. Вода из бассейна хлынула к близлежащей реке Файрхол, неся с собой валуны и обломки, а столб пара был виден за километры.
Что такое гидротермальные взрывы?
Гидротермальные взрывы, подобные событию июля 2024 года у бассейна Чёрного алмаза, происходят во многих вулканических и гидротермальных районах по всему миру. Когда резервуар с горячей водой под давлением мгновенно декомпрессирует, перегретая вода резко превращается в пар, обладающий достаточной энергией для разрушения окружающих пород [Muffler et al., 1971; Thiéry and Mercury, 2009; Browne and Lawless, 2001; Montanaro et al., 2022].
Такие взрывы существуют в диапазоне от крупных разрушительных событий до небольших извержений гейзеров, которые регулярно выбрасывают воду и пар в воздух. Гейзеры возникают из-за сужений в гидротермальных водопроводных системах, которые временно удерживают кипящую воду и пар до тех пор, пока давление не станет достаточно высоким для извержения. Гидротермальные взрывы, напротив, происходят реже. Они возникают в результате постепенного повышения давления в замкнутой системе, за которым следует быстрая декомпрессия, вызванная либо разрывом гидротермальной пробки, либо внешним событием, таким как оползень или землетрясение.
В Йеллоустонском национальном парке зафиксировано не менее 18 крупных гидротермальных взрывов, образовавших кратеры размером от 300 до 2 500 метров в поперечнике.
Мониторинг активности в Йеллоустоне
Отсутствие знаний о частоте возникновения гидротермальных взрывов, предвестниках и триггерах побудило Йеллоустонскую вулканическую обсерваторию (YVO), консорциум из девяти федеральных, государственных и академических организаций, включить гидротермальные процессы и опасности в недавно разработанный план мониторинга опасностей [Yellowstone Volcano Observatory, 2022].
План включает в себя установку широкополосных сейсмических, инфразвуковых, тепловых и деформационных датчиков в гейзерных бассейнах для лучшего обнаружения аномальной гидротермальной активности и изучения потенциала прогнозирования опасных событий.
Прототип станции гидротермального мониторинга, установленный в бассейне Норрис в 2023 году, сразу же принёс дивиденды. Станция чётко зафиксировала инфразвуковые сигналы от близлежащих извержений гейзеров и небольшого гидротермального взрыва, произошедшего 15 апреля 2024 года — первого гидротермального взрыва в Йеллоустонском национальном парке, задокументированного инструментальным мониторингом [Poland et al., 2025].
Однако в июле 2024 года в Бисквит-бассейне не было установлено гидротермальной станции мониторинга, и сеть мониторинга вулканов YVO едва зафиксировала взрыв, хотя он был достаточно сильным, чтобы разрушить часть дощатого настила рядом с бассейном Чёрного алмаза.
Исследование прошлого и настоящего бассейна Чёрного алмаза
Взрывная активность периодически повторялась в бассейне Чёрного алмаза на протяжении примерно 120 лет его существования. Сломанные, угловатые камни от предыдущих взрывов, которые были скреплены вместе перед тем, как их выбросило 23 июля 2024 года, свидетельствуют об этой повторяющейся взрывной активности.
Согласно ранним геологическим картам и фотографиям, бассейна Чёрного алмаза не существовало до 1902 года. Он, вероятно, образовался в результате гидротермального взрыва где-то между 1902 и 1912 годами. Документы, хранящиеся в архивах Йеллоустонского национального парка, упоминают о нескольких коротких периодах взрывной активности, которые увеличили размер нового бассейна и образовали два дополнительных источника.
Будущие исследования
Данные, собранные после взрыва бассейна Чёрного алмаза 23 июля 2024 года, всё ещё анализируются, чтобы предоставить подробный отчёт об условиях, предшествовавших и последовавших за событием. Однако некоторые предварительные выводы доступны из первоначальных наблюдений.
Многие индикаторы указывают на то, что взрыв был вызван самозапечатыванием в гидротермальной системе, в результате чего повышение давления под землёй в конце концов преодолело прочность запечатывающих пород — распространённый механизм гидротермальных взрывов по всему миру [Morgan et al., 2009; Montanaro et al., 2022].
Дальнейшие исследования помогут лучше понять эти явления и разработать стратегии их обнаружения и прогнозирования. Новые карты опасностей и недавние геофизические исследования будут определять ответные меры Национальной службы парков для обеспечения общественной безопасности в бассейне Бисквит.