美国｜黄石公园之诺里斯间歇泉盆地

绿草

黄石国家公园（Yellowstone National Park），简称黄石公园，由美国国家公园管理局负责管理。1872年3月1日它被正式命名为保护野生动物和自然资源的国家公园，于1978年被列入《世界遗产名录》的世界自然遗产。这是世界上第一个国家公园。 黄石国家公园占地面积约为898317公顷，主要位于美国怀俄明州，部分位于蒙大拿州和爱达荷州。 黄石公园是世界上最大的火山口之一，它拥有世界上面积最大的森林之一。园内有黄石湖、黄石河、峡谷、瀑布及温泉等景观，有超过10000个温泉和300多个间歇泉，拥有290多个瀑布。还有有很多种野生动物，包括7种有蹄类动物，2种熊和67种其他哺乳动物，322种鸟类，18种鱼类和跨境的灰狼。有超过1100种原生植物，200余种外来植物和超过400种喜温微生物。 黄石公园很大，以丰富的野生动物种类和地热资源闻名，我们只游览了4个景点，即最活跃的地热区诺里斯间歇泉盆地、五彩斑斓的大棱镜、气势宏伟的老忠实间歇泉、黄石湖畔的奇观西拇指间歇泉盆地。黄石公园的地热景观主要四种类型温泉、喷气孔、泥浆潭和间歇泉都看到了。 6月29日，我们6:40从爱达荷瀑布市出发，8:40西门进入公园，50座的旅游车收费300美元（包括黄石公园和大提顿公园）。公园路两边最多见的树是美国黑松。路边有小河，见有人抓鱼。据说公园内的捕鱼牌贵，要好几十美元。9点走上8字路，25分钟后到诺里斯间歇泉盆地。 下车后走几分钟见一房子，即诺里斯博物馆，中间是通道，房子旁有一屋是书店。走出来上栈道，盆地内景色尽收眼底。这里是黄石地热最活跃的地区，到处都在冒白烟，雾气缭绕，地上颜色各异，还有几个蓝色的水池。我们在栈道上走了一小圈，花了50分钟，见到了裂谷湖、旋涡间歇泉、星期日间歇泉的牌子。 ⭕️ 从爱达荷瀑布市去黄石公园的路上 绿油油的地，成群的牛，灌溉系统等。 ⭕️ 黄石西门服务区图5 屋檐下的鸟窝 游客服务中心 广场上的宣传栏 ⭕️ 地图 ⭕️ 黄石公园一、去诺里斯间歇泉盆地的路上 ⭕️ 诺里斯间泉盆地一、标志牌及宣传栏 二、博物馆图3 什么是间歇泉和温泉? 如果地下管道包含一个狭窄部分，就会形成间歇泉。 在间歇泉喷发之间，构造下方的过热、加压水中温度升高，产生蒸汽。 最终，蒸汽推动部分水通过狭窄区域，系统深处的压力瞬间下降，导致部分水瞬间蒸发为蒸汽，从而引发间歇泉喷发。 温泉是由地下热源加热的水池，没有地下管道。 过热的水在到达表面时会略微冷却，随后会被更深处更热的水所取代。这种水循环模式有助于防止引发喷发的连锁反应。图4 什么是喷气孔和泥浆池? 蒸汽喷气孔，也称为蒸汽口，是黄石公园最热的表面特征。它们不断从地下排放蒸汽。 它们的地下管道能够穿透炽热的岩石但通常都是干燥的。少量流入喷气口管道的水会瞬间蒸发成蒸汽。 泥浆池由于其酸性特性而形成厚厚的气泡。 在这些地质特征中生活的嗜热菌会产生硫酸，它溶解周围的岩石，形成质地和颜色各异的泥浆。气体在泥浆中不断冒出井破裂，伴随着特有的欢快噗噗声。图5 你在诺里斯间歇泉盆地会看到什么? 诺里斯间歇泉盆地提供了一个探索数百个热水特征的机会一喷气式温泉、热泉、蒸汽孔和泥火山。 黄石公园的所有热水区域都是地表上对从地下4英里 (7公里)深处上升的热量的反映。 水通过裂缝渗入地下并向下流动。当水到达被岩浆系统烘烤的岩石时，这种过热的水会向上返回到地表。水所走的路径就是每个热液特征的“管道”系统。 诺里斯间歇泉盆地博物馆的展览部分由帕特和琳恩·格伦茨通过“黄石永恒”的慷慨捐赠资助，该捐赠得到了联邦赫尔姆计划的匹配。 图1 菲利图斯·W·诺里斯 诺里斯间歇泉盆地以菲莱塔斯·沃尔特·诺里斯命名，诺里斯于1877年至1882年担任黄石公园的第二任主管。他详细记录了该地区的热液特征，并负责监督公园内一些早期道路的建设，其中一些道路至今仍是“大环线”的一部分。图2 世界上最高的间歇泉喷发 蒸汽船间歇泉的喷发可以被远近的人们看到。蒸汽船间歇泉完全不可预测，喷发间隔从3天到50年不等。对于那些有幸目睹喷发的人来说，这种经历非常难忘。左图在一次重大喷发中，水相可以持续3到超过60分钟，喷出的水柱可达300英尺(91米)以上。水相之后，蒸汽相会持续展现壮观景象，持续数小时到数天不等。右图小规模的喷发仍然非常令人兴奋且更为常见，它们可以达到6至40英尺(2至12米)的高度。在冬季，通过蒸汽船间歇泉周围树木中观察到的冰状结构，可以明显看出有喷发活动。图3 温泉清澈度变化上图地下沸腾导致浅层和深层水库中的水混合导致原本清澈的特征变得浑浊，同时整体增加流向表面的水量。下图珍珠间歇泉通常是一个清澈的温泉池，然而，在季节性干扰期间，它也可能变得浑浊，如九月中旬的照片所示。图4 水热特征变化上图个体热液特征的改变包括一些特征的干涸以形成火口，极端的表面温度波动，更频繁的间歇泉喷发，以及一些通常平静的温泉开始活跃并沸腾。下图蓄水池泉在季节性干扰前被发现会增加沸腾，并且在蒸汽船喷发后可以完全排空。图5 新特征形成 在某些年份，新的热液特征形成或现有特征因热液爆发而发生变化。这些剧烈爆发是由于过热的水在表面下方迅速转化为蒸汽，从而破坏底层基岩，并将水、泥浆和岩石喷射到特征周围。上图曾经是一个偶尔喷发的小温泉，Porkchop间歇泉在1985年的春天变成了一个持续喷发的温泉。下图 1989年9月5日，“猪排间歇泉”爆发。围绕旧喷口周围的石块被掀翻，其中一些被抛离出超过216英尺(66米)的距离。图6 诺里斯间歇泉盆地如此多的最高级形容词 诺里斯间歇泉盆地是黄石公园中最具活力、最酸性、最热、最古老，也是研究最活跃的间歇泉盆地之一。这里还是世界上最高的活跃间歇泉所在地。 最古老 在黄石公园所有主要的间歇泉盆地中，诺里斯展示了最悠久的热活动历史，其活动早于皮纳德冰川期，距今约12,000至115,000年图7 最热 诺里斯间歇泉盆地保持着公园记录，拥有最高的测量表面和地下温度。 表面温度读数为280.4F(138℃)，地下温度为464F(240°C)，深度为1,086英尺(331米)，诺里斯是一个极其高温的地方! 热爱高温的微生物，被称为嗜热菌，在这些极端环境中繁衍生息，并产生了我们所见到的多种颜色。图中所示的绿色是由嗜热藻类Cynthlum产生的。图8 最常研究的 诺里斯间歇泉盆地是黄石公园中研究最深入的温泉系统之一，它拥有比公园其他任何地方都更完整的热活动书面记录。 这个热液系统的动态特性一直吸引着游客、科学家和护林员的兴趣。如今，科学家们不断提出问题并寻求关于诺里斯间歇泉盆地及其周边区域的答案。一系列研究正在进行中，涉及季节性扰动、地震、热液活动、地面变形以及嗜热生物等主题。左图 1929年至1930年间，华盛顿卡内基研究所地球物理实验室安装了两个钻孔应变计，一个位于上间歇泉盆地内的Myriad组，另一个位于瓷器盆地附近的国会池附近的诺里斯。公园允许钻探这两个钻孔，以更好地了解间歇泉盆地的基底、温度和热液水循环情况。右图手写记录描述的个别热特征在诺里斯比黄石公园其他任何间歇泉盆地都更为丰富。 图1 莱奇间歇泉 此间歇泉形成于20世纪初，它从多个喷口中喷发，并伴有罕见的爆发，将水喷射至高达24米(或以上)的高空。在活跃时，它是北美地区第二大间歇泉。图2 飓风喷口 在19世纪末发生多次地震后，飓风喷口呈现出巨大而华丽的间歇泉景观。1887年的一份出版物中，G. L.亨德森将其描述为“一个旋转的液态球体，呈现出不断运动的巨大球体的外观”。现在，飓风喷口不再是一个活跃的间歇泉，而是一种强大的蒸汽喷口从俯瞰瓷白岩的步行道上可以听到其声音。从现在起，飓风会发出怎样的声响呢?图3 瓷器泉 瓷器泉是一个不断变化的区域。它可能充满了来自新泉或间歇泉的水，也可能干燥而寂静。注意那些奶蓝色的池子-它们富含硅，这是玻璃的主要成分。诺里斯温泉中的水在黄晶石中拥有最轻的硅含量。图4 漩涡喷泉 因其水在喷发时旋转或涡旋的形态而得名，Whirligig间歇泉伴随着隆隆的喷发声，这种声音经常可以从该博物馆中听到。其最初的色彩源自铁的氧化，这在一定程度上是由嗜热微生物造成的。这些喜爱高温的微生物在整个公园的温泉环境中都能找到。图7 蒸汽船喷泉 蒸汽船间歇泉是地球上最高的活跃间歇泉！与定期喷发至约150英尺(45米)的“老忠实”间歇泉相比蒸汽船间歇泉的喷发高度记录超过400英尺(122米)。历史上，其观测到的喷发非常罕见，可能相隔数年甚至数十年。2018年，蒸汽船间歇泉进入有记录以来最活跃的阶段，喷发频率极高，喷发之间的时间间隔从数月到数天不等。目睹蒸汽船间歇泉喷发常常被形容为“一生仅此一次”的体验。 宣传栏上显示最近一次的喷发时间是2025年4月14日。 图2 黄色漏斗泉 黄色泉喷发是一种非常罕见的现象，通常发生在平静和清澈的水中。当水变得浑浊时，它会变成一个充满彩色泡沫的绿色池塘。图5 猪排泉 曾经是一个小泉(猪排泉)偶尔被挖掘出来，喷发高度只有10至35英尺(3至4.4米)。然后，在1985年10月的地震中猪排泉爆发了，抛出了超过200英尺(44米)的石块。图6 狐仙间歇泉 维瑟·盖弗亲眼目睹了不断升高的水体伴随着低沉的声响，当你靠近时，可能会听到类似潮汐涌动的声音。当它喷发时可高达40英尺(约12米)，是布莱克山中最具活力的景观之一。 图7 分钟间歇泉 据说，这个名称最初是为了纪念其诞生的那个非常特殊的时刻，当时它出乎意料地崭露头角，尽管后来逐渐淡出人们的视野，但这个名称在当时引起了广泛关注，为后来的发展埋下了伏笔，引领了后续的一系列变革与转型。 三、诺里斯间歇泉盆地 图5 新长出来的树附：美国黑松 是松科松属的常绿乔木，树高可达30米，胸径1.2-2.4米，树龄平均约175年。其树皮薄且易燃，但通过坚固的松果储存种子（可保存3-9年），在火灾中能通过高温崩裂松果实现再生。 图2 活体温度计 你能想象生活在间歇泉中的嗜热菌-在高温下蓬勃生长的微生物一一完美适应了生活在间歇泉及其水流通道中。有些生活在温度最高的地方，而其他一些则居住在较凉爽的区域。当你观察Whirligig Geyser内部和周围的色彩时，你看到的其实是一个“活的温度计”。右上图：在122-140°F(50-60°C)时，涡流器的径流通道温度足以灼伤皮肤。在此生存的嗜热生物利用涡流器富含铁的水作为能量来源，并逐渐覆盖上铁锈。这些利用化学物质的生物被称为“化学营养体”。右下图：嗜热藻类，包括氰苷藻，栖息于绿通道中。与植物类似这些微小的单细胞生物进行光合作用，即利用阳光作为能量来源。这些“光合生物”生活的环境温度介于100-133F (38-56C)之间。群居生活 诺里斯间歇泉盆地是高度酸性的。令人惊讶的是，这里生活的嗜热菌在高温和酸性环境中茁壮成长。 嗜热菌太小，没有显微镜就看不见但它们庞大的群体清晰可见。 生活在十英寸见方区域内的温热嗜热菌数量可能超过地球上的人口!你知道吗? 科学家研究这些嗜热菌，以了解生命如何适应富含铁的酸性条件。 这里的矿床记录了地球上最极端的栖息地之一。科学家利用这一记录来帮助他们寻找类似火星上的沉积物和可能的生命。 四、返回停车场