Sotto pressione-Geyser

Per secoli, i geyser hanno catturato la nostra immaginazione, in luoghi come il Parco Nazionale di Yellowstone, dove 4 milioni di visitatori affollano ogni anno.

Questo è in parte perché i geyser sono spettacolari e in parte perché sono rari. Ci sono solo circa 1.000 in tutto il mondo, e quasi la metà di loro sono a Yellowstone. La maggior parte degli altri si verificano in soli cinque paesi.

Perché ce ne sono così pochi? Richiedono una geologia molto specializzata.

In superficie, hanno bisogno di caprock, per intrappolare l’acqua. Nel sottosuolo, hanno bisogno di fessure nella roccia, quindi l’acqua può fluire e raccogliere in serbatoi e cavità.

Al di sotto di questo, hanno bisogno di calore intenso—tutti i geyser si trovano in aree vulcaniche.

Il fondo della colonna d’acqua del geyser è più vicino al calore, sotto pressione più elevata—che aumenta il punto di ebollizione. Quindi l’acqua continua a riscaldarsi senza convertirsi in vapore.

Il calore percorre la colonna d’acqua, raggiungendo infine la cima. Lì, la pressione è più bassa, quindi l’acqua può bollire.

Quando si trasforma in vapore, rilascia pressione sull’acqua appena sotto di esso. Che ora può bollire, rilasciando pressione sull’acqua più in basso, e così via. Questa reazione a catena produce enormi volumi di vapore, che eruttano la parte superiore del geyser.

Nei grandi geyser, il vapore può trasportare migliaia di litri di acqua bollente nell’aria, in fontane che possono durare da pochi secondi a poche ore e raggiungere altezze fino a 300 piedi.

Se vai a vederne uno, preparati ad essere stupito. È uno dei più grandi spettacoli della natura.

Background: Under Pressure-Geyser

Sinossi: Con i loro spettacoli drammatici, i geyser hanno sempre catturato l’immaginazione degli umani. Un geyser termico è un raro tipo di sorgente calda che erutta episodicamente acqua e vapore. I geyser dimostrano la più pura e antica esemplificazione dell’energia geotermica.

• I geyser sono rari. Ci sono solo circa 1.000 geyser nel mondo, e circa la metà si trovano nel Parco Nazionale di Yellowstone negli Stati Uniti. Altri si verificano in Islanda, Kamchatka (Russia), Kenya, Nuova Zelanda e Cile.
  • Il geyser più famoso del mondo è Old Faithful del Parco Nazionale di Yellowstone, che erutta circa ogni 90 minuti.
  • Steamboat Geyser nel Parco Nazionale di Yellowstone è il più alto geyser esistente, con eruzioni sabbiatura più di 400 ft di altezza, ma ha eruttato solo sporadicamente 10 volte negli ultimi 20 anni.
  • Il geyser Waimangu della Nuova Zelanda era il geyser più alto del mondo fino a quando una frana del 1904 ne alterò l’idrologia. Le sue eruzioni erano spettacolari, alcuni getti di sabbiatura di acqua nera e roccia fino a più di 1.400 ft in aria. Nel 1903, quattro spettatori persero la vita in un’eruzione a sorpresa; i loro corpi bolliti furono recuperati circa un miglio a valle.
• I geyser richiedono una rara combinazione di condizioni naturali speciali per formarsi.
  • Tutti i geyser si verificano in aree di magmatismo attivo dove il magma di raffreddamento nel sottosuolo è di solito a poche miglia di profondità.
  • I geyser a fontana eruttano dalle piscine e i geyser a cono eruttano dai tumuli che costruiscono sulla superficie terrestre. Fumarole sfiato vapore direttamente alla superficie.
  • I geyser sono più comuni alle alte latitudini.
  • Richiedono la ricarica dell’acqua da abbondanti precipitazioni locali o distanti nel sottosuolo e fluiscono attraverso fessure e cavità dove vengono riscaldate.
    • Le cavità più profonde e più grandi hanno tipicamente eruzioni più grandi e più regolari, specialmente se sono separate idraulicamente.
    • I geyser che sono interconnessi nel sottosuolo si influenzano a vicenda, il che tende a renderli meno prevedibili.
  • I geyser si verificano tipicamente dove i depositi glaciali sovrastano flussi di riolite ricchi di SiO2 o depositi di pomice che forniscono una fonte di silice che viene poi depositata come sinterizzazione croccante sulla superficie del terreno.
  • Il caprock a bassa permeabilità è necessario per intrappolare i fluidi nelle cavità sotterranee.
• Le eruzioni sono causate dalla decompressione del sistema mentre l’energia termica viene convertita in energia cinetica. Cosa succede durante un’eruzione geyser?
  • Prima delle eruzioni maggiori, i geyser possono produrre eruzioni minori, indicando che lo spettacolo sta per iniziare.
  • L’ebollizione nel sistema geyser inizia nella parte superiore della colonna d’acqua.
  • Quando l’eruzione inizia, la pressione diminuisce e l’acqua lampeggia in vapore che può essere più di 2.000 volte il volume dell’acqua liquida.
  • Mentre l’eruzione progredisce, l’ebollizione nei condotti del geyser si propaga verso il basso; il vapore generato a profondità maggiori e nelle cavità entra nel condotto fino a quando tutta l’acqua liquida si è convertita in vapore.
  • L’eruzione termina quando la pressione nel serbatoio sotterraneo è uguale alla pressione atmosferica.
• I geyser sono fragili. Se la loro fonte d’acqua viene interrotta o la configurazione delle fratture e delle cavità viene alterata, gli intervalli di eruzione possono cambiare o fermarsi completamente.
  • Terremoti e frane hanno devastato numerosi geyser.
  • Le precipitazioni ridotte e la ricarica dell’acqua possono diminuire la fonte d’acqua, rallentando o terminando il flusso del geyser.
  • La produzione di energia geotermica influisce sui geyser nelle vicinanze.
  • Il vandalismo può distruggere i geyser.
• Esistono geyser fossili?
  • I sistemi paleo-geyser sarebbero molto difficili da distinguere dai sistemi fossili di sorgenti calde nei terreni vulcanici.
  • I depositi fossili di sorgenti calde all’interno di antichi depositi vulcanici sono molto rari perché sono fragili e tendono ad essere erosi dal paesaggio.
  • Solo un paio di dozzine di possibili depositi di sorgenti calde sono stati documentati da rocce più antiche del Pleistocene, anche se alcuni vecchi come Paleozoico sono stati documentati.
    

    

Referenze: Under Pressure—Geyser

Affascinante e complessa dinamica delle eruzioni Geyser | Annual Review of Earth and Planetary Sciences

Che cos’è un Geyser? | Geology.com

Come funzionano i geyser | howstuffworks.com

Perché i geyser eruttano? /LiveScience

Morte nel Geyser / NZ Evening Star Aug 1903

Ambienti ed ecosistemi termali | Dr. Alan Channing, Cardiff University

Contributori: Shaul Hurwitz (USGS), Michael Manga (UC Berkeley), Juli Hennings, Harry Lynch