Инструменты пользователя

Инструменты сайта


Боковая панель

2016:10:12:гейзеры

Гейзеры

Слово «гейзер» происходит от исландского «geysa», что означает «хлынуть». Самым первым из упоминавшихся в литературных источниках считается Гейсир (Geysir), который был открыт в Исландии в 1294 году. Он дал название всем кипящим и фонтанирующим источникам мира. Как и большинство гейзеров Исландии, Гейсир находится в юго-восточной части острова, в долине Хаукадалур (Haukadalur), что буквально означает «сад горячих источников». Легендарный Гейсир утратил свою активность в результате землетрясения 2000 года.

Этапы извержения исландского гейзера Строккур. Он извергается каждые 5-10 минут, выбрасывая струю горячей воды на высоту до 20 м. Считается одним из самых активных гейзеров в мире

На Земле существует пять крупных геотермальных районов с действующими гейзерами – четыре из них находятся в Исландии, Новой Зеландии, США и на Камчатке. Пятая долина гейзеров расположена высоко в горах – на границе Чили с Боливией, на высоте 4 320 м над уровнем моря в Андах. Это самое высокогорное гейзерное поле в мире – Эль Татио. Небольшие одиночные гейзеры встречаются в некоторых других вулканических областях земного шара. Самым большим и мощным гейзером в мире был признан Уаимангу, находившийся в Новой Зеландии: высота, на которую он поднимал кипящую воду, временами достигала 400–450 м. Уаимангу был активен всего 4 года, начиная с 1900 года.

На фотографии из книги «Picturesque New Zealand», изданной в 1913 году, запечатлено извержение Уаимангу

Как работает гейзер

Гейзер – пульсирующий источник с очень четким периодом извержений. Гейзеры возникают в районах, где недалеко от земной поверхности залегает неостывшая магма. Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь, проходят длинный путь по трещинам горных пород. При этом они смешиваются с подземными водами, нагревают их и сами переходят в горячую воду с растворенными в ней различными веществами. Такая вода и выходит на поверхность земли в виде бурлящих горючих ключей, различных минеральных источников, гейзеров и т. п.

Принцип работы гейзера

Ученые предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их проходов, трещин и каналов, встречающихся в застывших лавовых потоках. Эти пещеры заполняются циркулирующими подземными водами, на небольшой глубине от которых находятся неостывшие магматические очаги. Извержение гейзеров происходит по-разному, в зависимости от величины подземных камер, от формы каналов и расположения трещин, по которым поступает тепло из глубины недр, от количества и скорости притока грунтовых вод. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении 1 атм на уровне моря равна 100 градусов Цельсия. Если давление увеличивается, температура кипения повышается, а при уменьшении давления она понижается. Например, при глубине канала до 50 м температура кипения воды повышается до 130 градусов Цельсия. При достаточно интенсивном подводе тепла вода закипает, а закипев, выталкивается на поверхность паром. То есть, давление столба воды в канале гейзера повышает точку кипения воды на дне канала. Вода, при нагревании снизу, приходит в движение. Нагретый нижний слой воды становится менее плотным и поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности спускается вниз, где, согреваясь, в свою очередь поднимается, и т.д. Таким образом, пары и газы, беспрерывно просачивающиеся по трещинам из глубины, согревают воду, доводя до кипения. Если канал гейзера широкий и имеет более или менее правильную форму, вода, перемещаясь (циркулируя), перемешивается, закипает и выплескивается на поверхность в виде горячего источника. Если же канал извилистый и узкий, вода не может смешиваться и нагревается неравномерно. Вследствие давления сверху столба воды внизу вода оказывается перегретой и не превращается в пар. Пар выделяется отдельными пузырями. Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность Земли небольшими фонтанами – предвестниками извержения. Выплескивание воды уменьшает вес столба воды в канале; следовательно, давление на глубине понижается и перегретая вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар. Давление пара снизу так велико, что выталкивает воду из канала в виде огромных фонтанов кипятка и клубов пара.

Минеральный состав воды, выбрасываемой гейзером

Вода, выбрасываемая гейзером, относительно чистая, слабо минерализованная (1–2 грамма на литр), по химическому составу – хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая, содержащая относительно много кремнезема, из которого у выхода канала и на склонах образуется близкая к опалу порода – гейзерит. У отверстия выводного канала гейзера отложения кремнистого туфа (гейзерита) образуют конус высотой в несколько метров.

Гейзериты гейзера Тройного. Кроноцкий заповедник, Долина гейзеров, Камчатка

Периодичность фонтанирования гейзера

Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных стадий почти постоянна, у вторых – изменчива, у разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.

Видео: Долина Гейзеров на Камчатке. Интересные факты

Источники:

2016/10/12/гейзеры.txt · Последние изменения: 2016/10/25 22:55 — admin