Pod ciśnieniem – gejzery

od wieków gejzery przyciągają naszą wyobraźnię, w miejscach takich jak Park Narodowy Yellowstone, gdzie co roku gromadzi się 4 miliony turystów.

dzieje się tak częściowo dlatego, że gejzery są spektakularne, a częściowo dlatego, że są rzadkie. Istnieje tylko około 1,000 na całym świecie, a prawie połowa z nich jest w Yellowstone. Większość innych występuje tylko w pięciu krajach.

Dlaczego jest ich tak mało? Wymagają bardzo specjalistycznej geologii.

na powierzchni potrzebują kaprocka, aby uwięzić wodę. W podpowierzchni potrzebują szczelin w skale, więc woda może płynąć i zbierać się w zbiornikach i jamach.

poniżej tego, potrzebują intensywnego ciepła—wszystkie gejzery znajdują się w obszarach wulkanicznych.

dno słupa wody gejzera jest najbliżej ciepła, pod wyższym ciśnieniem—co podnosi temperaturę wrzenia. Tak więc woda utrzymuje ogrzewanie bez przekształcania się w parę.

ciepło przemieszcza się w górę słupa wody, osiągając ostatecznie szczyt. Tam ciśnienie jest niższe, więc woda może się zagotować.

gdy zamienia się w parę, uwalnia ciśnienie na wodę tuż pod nią. Które teraz mogą się zagotować, uwalniając ciśnienie na wodzie dalej w dół i tak dalej. Ta reakcja łańcuchowa wytwarza ogromne ilości pary, która wybucha na szczycie gejzeru.

w dużych gejzerach para może przenosić tysiące galonów wrzącej wody do powietrza, w fontannach, które mogą trwać od kilku sekund do kilku godzin i osiągać wysokość do 300 stóp.

Jeśli pójdziesz do jednego, przygotuj się na zdumienie. To jeden z największych pokazów natury.

tło: pod presją-gejzery

Streszczenie: swoimi dramatycznymi pokazami gejzery zawsze zawładnęły ludzką wyobraźnią. Gejzer termalny jest rzadkim rodzajem gorącego źródła, które epizodycznie wybucha wodą i parą. Gejzery pokazują najczystsze i najstarsze przykłady energii geotermalnej.

• gejzery są rzadkie. Na świecie jest tylko około 1000 gejzerów, a około połowa znajduje się w Parku Narodowym Yellowstone w Stanach Zjednoczonych. Inne występują na Islandii, Kamczatce (Rosja), w Kenii, Nowej Zelandii i Chile.
  • najsłynniejszym gejzerem na świecie jest stary wierny Park Narodowy Yellowstone, który wybucha co około 90 minut.
  • Gejzer parowy w Parku Narodowym Yellowstone jest najwyższym istniejącym gejzerem, z erupcjami o wysokości ponad 400 stóp, ale w ciągu ostatnich 20 lat wybuchał sporadycznie tylko 10 razy.
  • nowozelandzki Gejzer Waimangu był najwyższym gejzerem na świecie, dopóki obsunięcie się ziemi w 1904 roku nie zmieniło jego hydrologii. Jego erupcje były spektakularne, niektóre strumieniowe strumienie czarnej wody i skał do ponad 1400 stóp w powietrzu. W 1903 roku czterech widzów straciło życie w niespodziewanej erupcji; ich gotowane ciała zostały odnalezione około mili w dół rzeki.
• gejzery wymagają rzadkiej kombinacji specjalnych warunków naturalnych w celu utworzenia.
  • wszystkie gejzery występują w obszarach aktywnego magmatyzmu, gdzie Magma chłodząca w podpowierzchni jest zwykle głęboka na kilka mil.
  • gejzery fontannowe wybuchają z basenów, a gejzery stożkowe wybuchają z kopców, które budują na powierzchni Ziemi. Fumarole odprowadzają parę bezpośrednio na powierzchnię.
  • gejzery są bardziej powszechne na wysokich szerokościach geograficznych.
  • wymagają ładowania wody z obfitych lokalnych lub odległych opadów do podpowierzchni i przepływają przez szczeliny i wnęki, w których są ogrzewane.
    • głębsze i większe ubytki zwykle mają większe i bardziej regularne wykwity, zwłaszcza jeśli są oddzielone hydraulicznie.
    • gejzery, które są połączone w podpowierzchni, wpływają na siebie nawzajem, co zwykle czyni je mniej przewidywalnymi.
  • gejzery zwykle występują, gdy złoża lodowcowe pokrywają bogate w SiO2 strumienie ryolitu lub osady pumeksowe, które stanowią źródło krzemionki, która jest następnie odkładana jako chrupiący spiek na powierzchni Ziemi.
  • kaprock o niskiej przepuszczalności jest niezbędny do wychwytywania płynów w podziemnych jamach.
• wybuchy są spowodowane dekompresją układu, ponieważ energia cieplna jest przekształcana w energię kinetyczną. Co się dzieje podczas erupcji gejzeru?
  • przed poważnymi erupcjami gejzery mogą powodować drobne erupcje, co wskazuje, że program ma się rozpocząć.
  • gotowanie w systemie gejzerów rozpoczyna się na szczycie słupa wody.
  • gdy rozpoczyna się erupcja, ciśnienie spada, a woda zamienia się w parę, która może być ponad 2000 razy większa niż objętość ciekłej wody.
  • wraz z postępem erupcji, gotowanie w przewodach gejzerów rozprzestrzenia się w dół; para wytwarzana na większych głębokościach i we wnękach wchodzi do przewodu, dopóki cała ciekła woda nie przekształci się w parę.
  • erupcja kończy się, gdy ciśnienie w zbiorniku podpowierzchniowym jest równe ciśnieniu atmosferycznemu.
• gejzery są kruche. Jeśli ich źródło wody zostanie odcięte lub Konfiguracja pęknięć i ubytków zostanie zmieniona, interwały erupcji mogą się zmienić lub całkowicie zatrzymać.
  • trzęsienia ziemi i osuwiska zniszczyły liczne gejzery.
  • zmniejszone opady i ładowanie wody mogą zmniejszyć źródło wody, spowalniając lub kończąc przepływ gejzera.
  • produkcja energii geotermalnej wpływa na pobliskie gejzery.
  • wandalizm może zniszczyć gejzery.
• czy istnieją gejzery?
  • Systemy Paleo-gejzerów byłyby bardzo trudne do odróżnienia od kopalnych systemów gorących źródeł na terenach wulkanicznych.
  • kopalne złoża gorących źródeł w starożytnych osadach wulkanicznych są bardzo rzadkie, ponieważ są kruche i mają tendencję do erozji z krajobrazu.
  • udokumentowano zaledwie kilkadziesiąt możliwych osadów gorących źródeł ze skał starszych niż plejstocen, chociaż udokumentowano kilka tak starych jak Paleozoik.
    

    

Bibliografia: Under Pressure—gejzery

fascynująca i złożona dynamika erupcji gejzerów | Annual Review of Earth and Planetary Sciences

Co To jest Gejzer? | Geology.com

Jak działają gejzery / howstuffworks.com

Dlaczego gejzery wybuchają? /LiveScience

Death in the Geyser/NZ Evening Star Aug 1903

Hot Spring Environments and Ecosystems/Dr Alan Channing, Cardiff University

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