Ce sunt gheizerele? Cum se formează gheizerele? De ce gheizerele erup periodic?

Ce este un gheizer, oamenii obișnuiți știu în principal din geografia școlii. Vulcanologii, unii turiști și locuitorii din regiunile active din punct de vedere seismic ajung să vadă în direct acest fenomen natural.

Terminologie

Prin definiție, un gheizer este una dintre manifestările vulcanismului târziu, care se exprimă prin eliberarea periodică a apei în stare lichidă sau de vapori în aer. În termeni simpli, acesta este un fel de sursă care țâșnește din pământ la intervale diferite. Gheizerele pot fi noroi, apă sau abur, în funcție de temperatură și de prezența impurităților de-a lungul traseului erupției lor.

În ciuda definiției destul de banale, de fapt acest fenomen natural este considerat unul dintre cele mai spectaculoase și misterioase de pe planetă. Acest lucru este evidențiat în mod elocvent de popularitatea celor mai faimoase gheizere, fluxul de turiști către ei nu se usucă, în ciuda unui anumit pericol.

Fizica procesului

Pentru a înțelege pe ce principiu funcționează o astfel de sursă și de unde provine atât de multă apă caldă din subteran, ar trebui să apelăm la studiul activității vulcanice. La urma urmei, gheizerele se formează în principal nu pe cont propriu, ci lângă un om mai formidabil și mai periculos. Cu toate acestea, vulcanul nu trebuie să fie activ. Cele mai faimoase și spectaculoase gheizere sunt situate pe locul unor giganți dispăruți sau adormiți.

Toată lumea știe din programa școlară că în adâncurile planetei noastre există magmă fierbinte. Se știe și despre încercările ei constante de a ieși, uneori acest lucru reușește, ceea ce este însoțit de cutremure. Acest proces este foarte distructiv și uneori se termină cu o schimbare a peisajului.

Un vulcan adormit, ca unul activ, conține magma fierbinte în interiorul său, dar nu iese, așteptând în aripi și acumulând energie. Dar, după cum știți, măruntaiele pământului nu sunt mai puțin bogate în apă, care, făcându-și drum la suprafață, devine izvoare, pâraie și chiar râuri. Pentru a înțelege ce este un gheizer vulcan, trebuie să vă imaginați următoarele. Să spunem că la o anumită distanță de magma latentă curge una dintre ape Apa din ea se încălzește, se extinde și încearcă să găsească o cale de ieșire. În cele din urmă, îl primește sub forma unei fântâni sau a unui nor de abur. Totul depinde de temperatura exactă la care a avut loc încălzirea. Se dovedește că vulcanul în sine doarme, energia sa nu este suficientă pentru a erupe magma, dar este suficientă pentru a împinge sau chiar a fierbe apa.

Gheizerul de noroi

Ce este, locuitorii așezărilor situate în apropierea locurilor de vindecare (și nu numai) știu foarte bine. Făcându-și drum spre ieșire, apa trece prin straturi de o varietate de roci, dizolvându-le. În cazul în care o fântână trage direct în apropierea unui loc care trece prin straturi de magmă înghețată, aceasta rămâne adesea mai mult sau mai puțin transparentă. Întâlnind roci mai moi și mai flexibile pe parcurs, apa se amestecă cu ele, iar o masă de noroi gâlgâind iese la suprafață.

Destul de des contine microelemente care sunt benefice pentru om, care, datorita temperaturii confortabile, formeaza un izvor termal, ideal pentru tratament. Europa (în special Bulgaria), America de Nord, Australia și Noua Zeelandă sunt bogate în stațiuni construite pe locul unor astfel de gheizere. Siberia de Est are un potențial mare, unde această industrie nu este încă foarte dezvoltată, dar există toate premisele necesare pentru aceasta.

Este un gheizer periculos?

În ciuda întregii sale frumuseți și mister, acest fenomen natural este un exemplu viu al puterii și energiei de neegalat ascunse în măruntaiele pământului. Uneori, un gheizer este doar un lac cald cu apă stropind periodic la suprafață și arată destul de liniștit și sigur. Uneori este o fântână multimetru, care izbucnește cu toată forța și bruscă. Și se întâmplă ca un nor de abur să fluieră de sub pământ, creând impresia că planeta „respiră”.

Prin urmare, pentru a ști cât de sigur este să fii lângă o astfel de sursă, trebuie să înțelegi ce este un gheizer într-un anumit caz. Și, fiind în valea unui vulcan stins într-o excursie, asigurați-vă că ascultați recomandările ghidului. La urma urmei, principalul pericol al majorității gheizerelor constă în bruscitatea lor. De regulă, turiștii nu au voie în apropierea fântânilor puternice și prea fierbinți.

Cele mai faimoase gheizere de pe planetă

Sunt localizate în principal în zonele de activitate vulcanică. Dacă considerăm că este cel mai remarcabil în ceea ce privește divertismentul și amploarea, atunci în primul rând ar trebui să acordăm atenție Parcului Național Yellowstone din SUA. Este o zonă imensă pe care sunt concentrate aproximativ 500 de gheizere, care reprezintă 60% din toate izvoarele termale de pe planetă. Cel mai mare dintre ele se numește Steamboat și ajunge la 120 de metri.

Puțin mai mică ca dimensiune, dar nu mai puțin spectaculoasă, Valea Gheizerelor este situată în Kamchatka. Există aproximativ 200 de surse diferite aici. Privind la asemenea măreție a naturii, poți înțelege pe deplin ce este un gheizer. Definiția nu poate exprima acest lucru în cuvinte. Jocul frumos și în același timp maiestuos al apei, aburului și mineralelor este uneori uluitor.

Geyser Park din Islanda ocupă locul trei atât ca dimensiune, cât și ca număr de surse. Înălțimea maximă a fântânilor de aici ajunge la 60 de metri. Acest lucru este, fără îndoială, uimitor, dar înălțimea gheizerelor este jumătate din cea a lui Yellowstone Steamboat.

Puteți vedea ce este un gheizer vizitând statele Nevada și Alaska, unde sunt și câteva dintre ele. Insula de Nord a Noii Zeelande și Chile sunt renumite pentru ele.

Cel mai misterios gheizer

Acest statut a fost primit cu merit de către American Fly, situat în. Datorită compoziției minerale bogate, împrejurimile sale au primit o culoare unică. Musca este o colecție de mai multe fântâni care erup din dealuri formate din minerale, ajungând la 1,5 metri și continuă să crească.

Este de remarcat faptul că gheizerul a fost creat de om (deși din întâmplare). Foratorii au dat peste un izvor termal subteran la începutul secolului trecut în timp ce încercau să construiască o fântână convențională. În prezent, Fly este închis turiștilor, dar datorită înălțimii sale, gheizerul este clar vizibil de pe șosea.

Pentru a înțelege ce este un gheizer, cunoștințele teoretice nu sunt suficiente. Pentru a-ți imagina toată frumusețea și puterea acestui fenomen natural, trebuie să pleci într-o excursie pentru a-l vedea cu ochii tăi.

Gheizerele, izvoarele termale și izvoarele minerale sunt ultimele ecouri ale activității vulcanice amenințătoare.

Gheizerele sunt izvoare în care apa clocotită erupe la intervale regulate. Cu o explozie și un vuiet, o coloană uriașă de apă clocotită, învăluită în nori groși de abur, zboară sus într-o fântână mare, ajungând uneori la 80 m.

Fântâna curge o vreme, apoi apa dispare, norii de abur se risipesc și se instalează o stare de odihnă.

Unele gheizere emit apă foarte scăzută sau doar o pulverizează. Există izvoare termale care arată ca bălți în care apa fierbe cu bule. De obicei, în jurul gheizerului există o piscină sau un crater de mică adâncime, al cărui diametru ajunge la câțiva metri.

Marginile unui astfel de bazin și zona adiacentă sunt acoperite cu depozite de silice conținute în apă clocotită. Aceste depozite se numesc gheizerit. În apropierea unor gheizere, se formează conuri de gheizerit de la câțiva centimetri până la câțiva metri înălțime.

Imediat după ce gheizerul erupe, bazinul este curățat de apă, iar în partea de jos se vede un canal (orificiu) umplut cu apă, mergând adânc în subteran.

Înainte de a începe erupția, apa se ridică, umple încet piscina, fierbe, stropește, apoi cu o explozie o fântână cu apă clocotită zboară sus.

Gheizerele sunt un fenomen natural foarte rar și frumos. Se poate observa aici (în Kamchatka), în Islanda, în Noua Zeelandă și America de Nord. Mici gheizere unice apar în alte zone vulcanice.

În partea de est a Kamchatka, la sud de Lacul Kronotsky, există multe gheizere în valea râului. Geysernaya. Râul începe pe versanții lipsiți de viață ai vulcanului stins Kikhpinych și în cursurile sale inferioare formează o vale de până la 3 km lățime. Pe marginile versanților acestei văi se află numeroase izvoare termale, lacuri calde și calde, vase de noroi și gheizere.

Aici sunt cunoscute aproximativ 20 de gheizere mari, fără a număra cele mici care stropesc apă doar câțiva centimetri. În apropierea unora dintre ele solul este cald și uneori chiar fierbinte.

Multe gheizere sunt înconjurate de depozite de gheizerit multicolor de forme bizare, asemănătoare cu frumoasele zăbrele artificiale. Uneori, gheizeritul acoperă suprafețe de câteva zeci de metri pătrați. De exemplu, lângă cel mai mare gheizer din Kamchatka - „Giant”, care aruncă o fântână uriașă la o înălțime de câteva zeci de metri, s-a format o zonă de gheizerit de aproximativ un hectar. Totul este acoperit cu slăbire sub formă de trandafiri mici de piatră de culoare galben-cenușiu.

Erupție gheizer. Foto: Geoffrey Plauche

Gheizer în secțiune. Liniile arată apa, cercurile arată gazele.

În apropiere se află gheizerul „Perla”, numit după forma și culoarea depozitelor de gheizerit: cu o nuanță sidefată asemănătoare perlelor. Există gheizerul „Sugar” cu depozite abundente și frumoase de gheizerit roz pal. Aceasta este o sursă pulsatorie, apa din ea nu este aruncată ca o fântână, ci stropește în rafale chiar.

Gheizerul Pervenets este situat pe o platformă stâncoasă fierbinte aproape chiar pe malul râului. Zgomotos, lângă gura râului. Geysernaya. Bazinul „Pervenets”, de aproximativ un metru și jumătate în diametru și aceeași adâncime, este înconjurat de blocuri mari de pietre. Dacă te uiți în bazin imediat după erupție, vei vedea că nu există absolut nicio apă în ea, iar în partea de jos există o gaură sau un canal care intră oblic în adâncime. După ceva timp, din subteran se aude un bubuit, asemănător cu zgomotul unui motor: apa începe să se ridice prin canal, umplând treptat piscina. Fierbe, ajunge la marginile bazinului, se ridică din ce în ce mai sus, stropește și, în cele din urmă, cu o explozie, izbucnește o coloană oblică de apă clocotită, învăluită în nori groși de abur. Fântâna se ridică la o înălțime de cel puțin 15-20 m Sufla două-trei minute, apoi se instalează liniștea, aburul se risipește și te poți uita din nou în piscina goală. După o scurtă perioadă de timp, se aude din nou un zumzet și gheizerul începe să funcționeze din nou.

Islanda a fost de multă vreme faimoasă pentru izvoarele sale termale, râurile fierbinți și gheizerele. În văile aproape tuturor râurilor sale, se văd nori de vapori care se ridică din izvoarele fierbinți și gheizerele. Sunt numeroși în special în partea de sud-vest a insulei. Este interesant să vezi faimosul „Marele Gheyser” acolo. Bazinul său are un diametru de aproximativ 18 m. Fundul neted al bazinului din centru se transformă într-o gură rotunjită de aproximativ 3 m în diametru, asemănătoare ca formă cu clopotul unei forje de pionier. Canalul de gheizere ajunge la adâncimi mari, conectând subteran prin fisuri cu peșteri care sunt umplute periodic cu apă caldă și abur. Temperatura apei în gheizere de la suprafață este de până la 80°, iar în canal la o anumită adâncime până la 120°.

Erupția „Marele Gheizer” este foarte frumoasă. Se repetă la fiecare 20-30 de ore și durează 2,5-3 ore. „Big Geyser” țâșnește la o înălțime de până la 30 m.

Natura dură a Islandei îi obligă pe locuitori să folosească niște izvoare termale pentru a-și iriga câmpurile. Legumele și cerealele sunt cultivate pe soluri încălzite. Apa caldă de la izvoare este folosită și pentru încălzirea caselor din orașe și orașe. De exemplu, capitala Islandei, Reykjavik, este complet încălzită de izvoarele termale.

Pe Insula de Nord a Noii Zeelande, gheizerul Waimangu a funcționat până în 1904. A fost cel mai mare gheizer din lume. În timpul unei erupții puternice, fluxul său a fost aruncat în aer la 450 m Dar acum acest gheizer a dispărut complet. Acest lucru se explică prin scăderea cu 11 m a nivelului apei în cel mai apropiat lac. Tarawera.

Pe malul lacului Waikato (Noua Zeelandă) are un gheizer numit „Crow's Nest” („Crow’s Nest”), a cărui erupție depinde de nivelul apei din lac. Dacă apa este mare, gheizerul erupe la fiecare 40 de minute dacă nivelul apei este scăzut, erupția are loc după 2 ore.

Numeroase și variate izvoare termale și gheizere se găsesc în America de Nord de-a lungul graniței dintre Wyoming și Montana. Acest loc pitoresc, înconjurat de crestele înalte înzăpezite ale Munților Stâncoși, se numește Parcul Național Yellowstone. Este un platou înalt, tăiat de văi adânci ale râurilor și depresiuni lacustre.

În urmă cu câteva milioane de ani, aici au avut loc erupții vulcanice foarte puternice, lăsând în urmă acest colț uimitor de natură. Dintre cele 200 de gheizere din parcul Yellowstone, Old Faithful este considerat cel mai faimos. De multe sute de ani, nu și-a încetat activitatea, la fel ca alte gheizere și izvoare termale din parcul Yellowstone.

Imaginează-ți cantitatea enormă de căldură pe care aceste gheizere și izvoare termale o aduc la suprafața Pământului! Se estimează că căldura de la toate izvoarele Parcului Yellowstone ar putea topi aproximativ 3 tone de gheață pe secundă.

De unde aceasta caldura?

Gheizerele apar în zonele în care magma nerăcită se află aproape de suprafața pământului. Gazele și vaporii eliberați din el, urcându-se, parcurg un drum lung de-a lungul crăpăturilor. În același timp, se amestecă cu apa subterană, o încălzesc și ei înșiși se transformă în apă fierbinte cu diverse substanțe dizolvate în ea. O astfel de apă vine la suprafața pământului sub formă de izvoare inflamabile, diverse izvoare minerale, gheizere etc.

Oamenii de știință sugerează că în subteran gheizerul constă din peșteri (camere) și pasaje de legătură, crăpături și canale găsite în fluxurile de lavă înghețate. Aceste peșteri sunt umplute cu ape subterane circulante, la o adâncime mică din care există camere de magmă nerăcite.

Erupția gheizerelor se produce în moduri diferite, în funcție de dimensiunea camerelor subterane, de forma canalelor și de localizarea fisurilor prin care curge căldura din adâncurile subsolului, de cantitatea și viteza de intrare a apei subterane.

Din fizică se știe că punctul de fierbere al apei la o presiune de 1 atmosferă la nivelul mării este de 100°.

Dacă presiunea crește, punctul de fierbere crește,

iar pe măsură ce presiunea scade, aceasta scade. Presiunea coloanei de apă din canalul de gheizere crește punctul de fierbere al apei la fundul canalului. Când este încălzită de jos, apa începe să se miște; stratul inferior de apă încălzit devine mai puțin dens și urcă la suprafață, iar apa mai rece de la suprafață coboară, unde, încălzindu-se, se ridică la rândul său etc. Astfel, vaporii și gazele, care se infiltrează continuu prin crăpăturile din adâncuri, apă caldă, aducând la fierbere.

Dacă canalul de gheizere este larg și are o formă mai mult sau mai puțin regulată, apa, în mișcare (circulând), se amestecă, fierbe și stropește la suprafață sub forma unui izvor termal. Dacă canalul este sinuos și îngust, apa nu se poate amesteca și se încălzește neuniform. Din cauza presiunii de deasupra coloanei de apă de dedesubt, apa devine supraîncălzită și nu se transformă în abur. Aburul este eliberat în bule separate. Acumulându-se dedesubt, aburul comprimat tinde să se extindă, pune presiune asupra stratului superior de apă din canal și îl ridică atât de mult încât stropește pe suprafața Pământului în mici fântâni - vestigii ale unei erupții.

Stropirea apei reduce greutatea coloanei de apă din canal; In consecinta, presiunea la adancime scade si apa supraincalzita, fiind peste punctul de fierbere, se transforma instantaneu in abur. Presiunea aburului de jos este atât de mare încât împinge apa din canal sub formă de fântâni uriașe de apă clocotită și nori de abur.

GIZERE (din Isl. gheiză - a țâșni * a. gheizer, izvor sprins; n. Springquelle, Geiser; f. sursă jaillissante; i. gheiser) - surse care emit periodic apă caldă și abur. Sunt frecvente în zonele cu activitate vulcanică modernă sau recent încetată, unde există un flux intens de căldură din camera magmatică.

Gheizerele pot lua forma unor mici trunchi de conuri cu pante destul de abrupte, depresiuni joase, foarte blânde, bazine, gropi de formă neregulată etc.; în partea inferioară sau a pereților acestora există ieșiri ale canalelor sub formă de țevi sau fante. Gheizerele cu o durată de ciclu aproape constantă se numesc regulate, iar cele cu ciclu variabil se numesc neregulate. Durata etapelor individuale ale ciclului se măsoară în minute și zeci de minute, etapa de odihnă durează de la câteva minute la câteva ore sau zile. Apa emisă de gheizer este relativ curată, ușor mineralizată (1-2 g/l), compoziția chimică este clorură de sodiu sau clorură-bicarbonat de sodiu, conținând relativ mult silice, din care se formează gheizerit la ieșirea canalului și pe pante.

Gheizerele sunt cunoscute în CCCP din Kamchatka; în străinătate - în Islanda, Canada, SUA, Noua Zeelandă, Japonia, China. Gheizere mari din Kamchatka au fost descoperite în 1941 în valea râului Geysernaya, lângă vulcanul Kikhpinych. În total, în Kamchatka există aproximativ 100 de gheizere, dintre care aproximativ 20 sunt mari, nu inferioare ca mărime și forță a erupțiilor față de gheizerele active din Islanda, SUA și Noua Zeelandă. Cel mai mare gheizer din Kamchatka este uriașul, care aruncă jeturi de apă de 40 de metri înălțime și aburi de câteva sute de metri înălțime. Există aproximativ 30 de gheizere în Islanda. Dintre gheizerele Parcului Național Yellowstone (aproximativ 200), cele mai mari sunt Giant și Old Faithful. Primul emite abur și apă la o înălțime de până la 40 m cu o perioadă de 3 zile, al doilea - la o înălțime de 42 m la fiecare 53-70 de minute. Gheizerul din Noua Zeelandă Waimangu - cel mai mare și cel mai puternic de pe Pământ - a acționat neregulat cu o perioadă de 5 până la 30 de ore în 1899-1904; a ejectat aproximativ 800 de tone de apă la fiecare erupție, acțiunea gheizerului a încetat din cauza unei scăderi a nivelului apei din Lacul vecin Tarawera cu 11 m.

Există o serie de ipoteze cu privire la formarea și periodicitatea activității gheizerelor. Potrivit unuia dintre ei, o condiție necesară pentru existența gheizerelor este alimentarea acestora în părțile apropiate de suprafață ale canalului cu ape supraîncălzite cu o temperatură peste 100°C. Pe măsură ce apa urcă pe canal, presiunea acesteia scade și apa fierbe; în același timp, elasticitatea aburului rezultat crește rapid, care, depășind presiunea apei din canal, aruncă apa. Când gheizerul începe să curgă, toată apa din canal fierbe și erupe din cauza creșterii semnificative a volumului amestecului de abur și apă.

Apa ejectată, oarecum răcită, cade parțial în vasul gheizerului și intră în canalul acestuia. Cea mai mare parte a apei se infiltrează în canal din rocile laterale, se încălzește (și în părțile inferioare ale canalului se supraîncălzi), iar din nou se formează abur și se eliberează amestecul de abur și apă. Aburul și apa fierbinte de la gheizere pot fi folosite pentru încălzirea clădirilor, sere și operarea centralelor electrice (vezi resurse geotermale).

Fenomene misterioase

Misterul gheizerelor

Gheizerele sunt una dintre minunile naturii. La început, erau 3 dintre cele mai bune locuri din lume pentru a le urmări. În Noua Zeelandă pe Insula de Nord, în Parcul Național Yellowstone (SUA) și în Islanda. Islandezii au fost cei care au numit fântânile cu apă clocotită și cu abur care iese din pământ cu cuvântul geysa(care ţâşneşte). De aici provine numele „gheizer”.

În 1941, în Kamchatka, lângă poalele vulcanului Kikhpinych, a fost descoperită o întreagă vale de gheizere. Astfel, există acum 4 locuri pe planetă în care fântânile clocotite care izbucnesc din măruntaiele pământului se manifestă cel mai clar.

De ce gheizerele erup periodic?

Trebuie spus că misterul gheizerelor este indisolubil legat de frecvența erupțiilor lor. De exemplu, în Islanda există un gheizer numit Jumping Witch. La intervale de 2 ore, aruncă o fântână clocotită la o înălțime de 15 metri. Pentru alte fântâni similare, frecvența erupțiilor poate varia de la câteva minute la ore și chiar zile.

Astfel, în parcul Yellowstone, gheizerul uriaș ejectează abur și apă clocotită la o înălțime de 40 de metri la fiecare 3 zile. Și o fântână similară, Old Faithful, trage apă clocotită din măruntaiele pământului la fiecare 70 de minute. Puteți seta ceasul folosind unele dintre aceste fântâni, deoarece intervalul dintre emisii nu depășește un minut.

Tocmai această periodicitate uimitoare i-a bântuit pe oamenii de știință în orice moment. La începutul secolului al XIX-lea a fost creat primul model speculativ al unui gheizer.

Oamenii de știință au presupus că în adâncul pământului se afla o peșteră mare plină cu ape subterane fierbinți. Există și un canal îngust prin care aburul supraîncălzit iese la suprafața pământului. Iar căldura subterană este furnizată de straturi de magmă situate la adâncimi mici. Dar de ce apa fierbe intermitent?

O observație importantă a fost făcută în 1836. Folosind metode speciale, s-a constatat că temperatura în canalul Marelui Gheizer al Islandei crește odată cu adâncimea. Dar cel mai curios lucru a fost că la mare adâncime apa avea o temperatură de peste 100 de grade Celsius, dar nu fierbea.

Cu toate acestea, aceasta nu a fost deloc o surpriză pentru fizicieni. Ei au demonstrat cu mult timp în urmă că punctul de fierbere al apei depinde în primul rând de presiune. De exemplu, pentru ca apa să fiarbă la o presiune de 5 ori mai mare decât presiunea atmosferică, trebuie încălzită la 150 de grade Celsius. Dar la presiune scăzută, apa fierbe chiar și la temperatura camerei.

Principiul de funcționare a gheizerului

Pe baza mecanismului natural al dependenței punctului de fierbere de presiune, oamenii de știință au dezvoltat un model al modului în care funcționează un gheizer. Arată așa: există un canal lung și vertical îngust în pământ. Se va umple cu apă subterană. Mai mult, cu cât stratul de apă este mai adânc, cu atât presiunea în el este mai mare. Apa este încălzită prin căldură geotermală. Temperatura sa din straturile inferioare ale canalului se apropie de temperatura de fierbere și, în final, o depășește.

Stratul de apă clocotită începe să împingă în sus apa care se află deasupra. Presiunea din acesta scade, iar straturile superioare, la rândul lor, încep să fiarbă. Așa se dezvoltă un proces asemănător unei avalanșe, în urma căruia toată apa din canalul vertical subteran se transformă foarte repede în apă clocotită și abur. Gheizerul își aruncă conținutul în clocot pe pământ și începe din nou să se umple cu apă freatică rece.

Conform acestei ipoteze, misterul gheizerelor este explicat destul de logic. Și frecvența erupției depinde de lățimea și configurația canalului subteran, precum și de rata de umplere a acestuia cu apă subterană. Apropierea sursei de căldură, care ar trebui să încălzească masa de apă și să înceapă procesul de vaporizare, este de asemenea de o importanță considerabilă.

Dar, deși această schemă pare destul de atractivă, nimeni nu a fost încă în măsură să-și demonstreze corectitudinea. Pentru a face acest lucru, trebuie să construiți un model artificial care corespunde pe deplin în parametrii săi echivalentului natural. Acest lucru nu s-a făcut până în prezent și, prin urmare, gheizerele continuă să-și păstreze misterul și sunt considerate pe bună dreptate un adevărat miracol al naturii.

GIZERE (din islandeză gheiză - a țâșni), izvoare care emit periodic apă caldă și abur. Gheizerele sunt comune în principal în zonele cu activitate vulcanică modernă sau recent încetată. Există patru etape în ciclul lor: odihnă, revărsare, erupție (țâșnit), înălțare (unele dintre ele pot să nu fie exprimate). Gheizerele cu durata de ciclu aproape constantă sunt regulate, în timp ce cele cu ciclu variabil sunt neregulate. Prezența unei etape de repaus distinge gheizerele de alte surse pulsatorii (inclusiv fierbere). Durata ciclului poate fi măsurată în minute, ore, zile și chiar ani. Stadiul de repaus durează de la câteva minute până la câteva ore sau zile (durata stadiilor de repaus și de revărsare și relația lor cu durata ciclului este individuală pentru fiecare gheizer), etapa de erupție durează de la unul la câteva minute, etapa de ascensiune. , dacă există, nu depășește câteva minute. Apa degajată din izvoare este puțin mineralizată (1-2 g/l), conține relativ mult silice, din care la ieșirea din canal se formează acoperiri de gheizerit (rocă opală poroasă), care arată ca un mic trunchi. con sau o depresiune blândă (groapă). Gheizerele se caracterizează prin înălțimea fântânii cu abur și apă și masa de apă aruncată în timpul unei erupții (putere).

Există o serie de ipoteze cu privire la regimul periodic al activității gheizerelor. Conform uneia dintre cele mai frecvente ipoteze de funcționare a gheizerelor (modelul puțului), propusă la mijlocul secolului al XIX-lea, există un canal în care intră apă caldă cu un punct de fierbere mai mare decât la presiunea atmosferică (peste 100 ° C). . Fierberea nu are loc deoarece există o coloană destul de lungă de apă răcită deasupra apei fierbinți. Pe măsură ce apa intră, nivelul ei crește și după un timp ajunge la suprafață. Începe scurgerea (scurgerea), în urma căreia presiunea din zona de contact dintre apa răcită și cea fierbinte scade și vine un moment în care devine mai mică decât punctul de fierbere al apei. Începe fierberea și eliberarea amestecului de abur-apă - o erupție. Dacă curgerea apei la adâncime este dificilă, nivelul zonei de fierbere va scădea până când sistemul este golit. Aburul se va ridica și va părăsi canalul, iar apa aruncată va cădea parțial în jos, formând o coloană de apă răcită care nu permite ca apa fierbinte să intre în adâncime să fiarbă. Sistemul va reveni la starea inițială. Sunt cunoscute și alte modele de funcționare a gheizerelor: amestecarea apelor reci și calde cu debite variabile sau un model de cameră care ține cont de forma specială a canalului de alimentare. Potrivit unor cercetători, fiecare gheizer are un mecanism individual de activitate, datorită structurii complexe a sistemului de canale subterane și a multiplicității fluxurilor de apă care alimentează gheizerele.

Gheizerele se găsesc în multe țări. Gheizerele înalte și puternice sunt cunoscute în Islanda, Canada, SUA, China, Japonia, Noua Zeelandă și Rusia (descoperite în Kamchatka în Valea Gheizerelor în 1941). Masa de apă aruncată în timpul unei erupții este cea mai mare în gheizerele Kamchatka (de exemplu, Grotto, Velikan, Maly). În total, în Kamchatka există aproximativ 100 de gheizere, dintre care aproximativ 20 sunt mari. În SUA, în Parcul Național Yellowstone, există cel mai înalt gheizer modern - Steamboat sau Steamboat (înălțimea maximă a fântânii sale cu aburi este de 90-120 m; ultimele erupții majore au fost în 1989, 1990, 1991, 2000, 2002, 2003, 2005); alte gheizere înalte sunt Giant și Old Faithful. În trecut, cel mai înalt și mai puternic gheizer de pe Pământ a fost Waimangu (Insula de Nord, Noua Zeelandă), care a acționat neregulat cu o perioadă de 5 până la 30 de ore în 1899-1904, aruncând un curent de apă la o înălțime de până la 180 m (aproximativ 800 de tone de apă) la fiecare erupție, în timp ce stropii individuale au atins o înălțime de 450 m Un alt gheizer cel mai înalt din trecut este Excelsior (Parcul Național Yellowstone); în anii 1880 a erupt cu un front de apă larg până la o înălțime de 90 m ultima sa activitate a fost remarcată în 1985;

Lit.: gheizere Ustinova T.I. M., 1955; Droznin V. A. Modelul fizic al procesului vulcanic. M., 1980; Rinehart 3. S. Gheizere și energie geotermală. N.Y., 1980; Bryan T. S. Gheizerele din Yellowstone. a 3-a ed. Niwot, 1995.

Gheizerele, izvoarele termale și izvoarele minerale sunt ultimele ecouri ale activității vulcanice amenințătoare.

Gheizerele sunt izvoare în care apa clocotită erupe la intervale regulate. Cu o explozie și un vuiet, o coloană uriașă de apă clocotită, învăluită în nori groși de abur, zboară sus într-o fântână mare, ajungând uneori la 80 m.

Fântâna curge o vreme, apoi apa dispare, norii de abur se risipesc și se instalează o stare de odihnă.

Unele gheizere emit apă foarte scăzută sau doar o pulverizează. Există izvoare termale care arată ca bălți în care apa fierbe cu bule. De obicei, în jurul gheizerului există o piscină sau un crater de mică adâncime, al cărui diametru ajunge la câțiva metri. Marginile unui astfel de bazin și zona adiacentă sunt acoperite cu depozite de silice conținute în apă clocotită. Aceste depozite se numesc gheizerit. În apropierea unor gheizere, se formează conuri de gheizerit de la câțiva centimetri până la câțiva metri înălțime.

Imediat după ce gheizerul erupe, bazinul este curățat de apă, iar în partea de jos se vede un canal (orificiu) umplut cu apă, mergând adânc în subteran.

Înainte de a începe erupția, apa se ridică, umple încet piscina, fierbe, stropește, apoi cu o explozie o fântână cu apă clocotită zboară sus.

Gheizerele sunt un fenomen natural foarte rar și frumos. Se poate observa aici (în Kamchatka), în Islanda, în Noua Zeelandă și America de Nord. Mici gheizere unice apar în alte zone vulcanice.

În partea de est a Kamchatka, la sud de Lacul Kronotsky, există multe gheizere în valea râului. Geysernaya. Râul începe pe versanții lipsiți de viață ai vulcanului stins Kikhpinych și în cursurile sale inferioare formează o vale de până la 3 km lățime. Pe marginile versanților acestei văi se află numeroase izvoare termale, lacuri calde și calde, vase de noroi și gheizere.

Aici sunt cunoscute aproximativ 20 de gheizere mari, fără a număra cele mici care stropesc apă doar câțiva centimetri. În apropierea unora dintre ele solul este cald și uneori chiar fierbinte.

Multe gheizere sunt înconjurate de depozite de gheizerit multicolor de forme bizare, asemănătoare cu frumoasele zăbrele artificiale. Uneori, gheizeritul acoperă suprafețe de câteva zeci de metri pătrați. De exemplu, lângă cel mai mare gheizer din Kamchatka - „Giant”, care aruncă o fântână uriașă la o înălțime de câteva zeci de metri, s-a format o zonă de gheizerit de aproximativ un hectar. Totul este acoperit cu slăbire sub formă de trandafiri mici de piatră de culoare galben-cenușiu.

Erupție gheizer. Foto: Geoffrey Plauche

Gheizer în secțiune. Liniile arată apa, cercurile arată gazele.

În apropiere se află gheizerul „Perla”, numit după forma și culoarea depozitelor de gheizerit: cu o nuanță sidefată asemănătoare perlelor. Există gheizerul „Sugar” cu depozite abundente și frumoase de gheizerit roz pal. Aceasta este o sursă pulsatorie, apa din ea nu este aruncată ca o fântână, ci stropește în rafale chiar.

Gheizerul Pervenets este situat pe o platformă stâncoasă fierbinte aproape chiar pe malul râului. Zgomotos, lângă gura râului. Geysernaya. Bazinul „Pervenets”, de aproximativ un metru și jumătate în diametru și aceeași adâncime, este înconjurat de blocuri mari de pietre. Dacă te uiți în bazin imediat după erupție, vei vedea că nu există absolut nicio apă în ea, iar în partea de jos există o gaură sau un canal care intră oblic în adâncime. După ceva timp, din subteran se aude un bubuit, asemănător cu zgomotul unui motor: apa începe să se ridice prin canal, umplând treptat piscina. Fierbe, ajunge la marginile bazinului, se ridică din ce în ce mai sus, stropește și, în cele din urmă, cu o explozie, izbucnește o coloană oblică de apă clocotită, învăluită în nori groși de abur. Fântâna se ridică la o înălțime de cel puțin 15-20 m Sufla două-trei minute, apoi se instalează liniștea, aburul se risipește și te poți uita din nou în piscina goală. După o scurtă perioadă de timp, se aude din nou un zumzet și gheizerul începe să funcționeze din nou.

Islanda a fost de multă vreme faimoasă pentru izvoarele sale termale, râurile fierbinți și gheizerele. În văile aproape tuturor râurilor sale, se văd nori de vapori care se ridică din izvoarele fierbinți și gheizerele. Sunt numeroși în special în partea de sud-vest a insulei. Este interesant să vezi faimosul „Marele Gheyser” acolo. Bazinul său are un diametru de aproximativ 18 m. Fundul neted al bazinului din centru se transformă într-o gură rotunjită de aproximativ 3 m în diametru, asemănătoare ca formă cu clopotul unei forje de pionier. Canalul de gheizere ajunge la adâncimi mari, conectând subteran prin fisuri cu peșteri care sunt umplute periodic cu apă caldă și abur. Temperatura apei în gheizere de la suprafață este de până la 80°, iar în canal la o anumită adâncime până la 120°.

Erupția „Marele Gheizer” este foarte frumoasă. Se repetă la fiecare 20-30 de ore și durează 2,5-3 ore. „Big Geyser” țâșnește la o înălțime de până la 30 m.

Natura dură a Islandei îi obligă pe locuitori să folosească niște izvoare termale pentru a-și iriga câmpurile. Legumele și cerealele sunt cultivate pe soluri încălzite. Apa caldă de la izvoare este folosită și pentru încălzirea caselor din orașe și orașe. De exemplu, capitala Islandei, Reykjavik, este complet încălzită de izvoarele termale.

Pe Insula de Nord a Noii Zeelande, gheizerul Waimangu a funcționat până în 1904. A fost cel mai mare gheizer din lume. În timpul unei erupții puternice, fluxul său a fost aruncat în aer la 450 m Dar acum acest gheizer a dispărut complet. Acest lucru se explică prin scăderea cu 11 m a nivelului apei în cel mai apropiat lac. Tarawera.

Pe malul lacului Waikato (Noua Zeelandă) are un gheizer numit „Crow's Nest” („Crow’s Nest”), a cărui erupție depinde de nivelul apei din lac. Dacă apa este mare, gheizerul erupe la fiecare 40 de minute dacă nivelul apei este scăzut, erupția are loc după 2 ore.

Numeroase și variate izvoare termale și gheizere se găsesc în America de Nord de-a lungul graniței dintre Wyoming și Montana. Acest loc pitoresc, înconjurat de crestele înalte înzăpezite ale Munților Stâncoși, se numește Parcul Național Yellowstone. Este un platou înalt, tăiat de văi adânci ale râurilor și depresiuni lacustre.

În urmă cu câteva milioane de ani, aici au avut loc erupții vulcanice foarte puternice, lăsând în urmă acest colț uimitor de natură. Dintre cele 200 de gheizere din parcul Yellowstone, Old Faithful este considerat cel mai faimos. De multe sute de ani, nu și-a încetat activitatea, la fel ca alte gheizere și izvoare termale din parcul Yellowstone.

Imaginează-ți cantitatea enormă de căldură pe care aceste gheizere și izvoare termale o aduc la suprafața Pământului! Se estimează că căldura de la toate izvoarele Parcului Yellowstone ar putea topi aproximativ 3 tone de gheață pe secundă.

De unde aceasta caldura?

Gheizerele apar în zonele în care magma nerăcită se află aproape de suprafața pământului. Gazele și vaporii eliberați din el, urcându-se, parcurg un drum lung de-a lungul crăpăturilor. În același timp, se amestecă cu apa subterană, o încălzesc și ei înșiși se transformă în apă fierbinte cu diverse substanțe dizolvate în ea. O astfel de apă vine la suprafața pământului sub formă de izvoare inflamabile, diverse izvoare minerale, gheizere etc.

Oamenii de știință sugerează că în subteran gheizerul constă din peșteri (camere) și pasaje de legătură, crăpături și canale găsite în fluxurile de lavă înghețate. Aceste peșteri sunt umplute cu ape subterane circulante, la o adâncime mică din care există camere de magmă nerăcite.

Erupția gheizerelor se produce în moduri diferite, în funcție de dimensiunea camerelor subterane, de forma canalelor și de localizarea fisurilor prin care curge căldura din adâncurile subsolului, de cantitatea și viteza de intrare a apei subterane. Din fizică se știe că punctul de fierbere al apei la o presiune de 1 atmosferă la nivelul mării este de 100°. Dacă presiunea crește, punctul de fierbere crește,

iar pe măsură ce presiunea scade, aceasta scade. Presiunea coloanei de apă din canalul de gheizere crește punctul de fierbere al apei la fundul canalului. Când este încălzită de jos, apa începe să se miște; stratul inferior de apă încălzit devine mai puțin dens și urcă la suprafață, iar apa mai rece de la suprafață coboară, unde, încălzindu-se, se ridică la rândul său etc. Astfel, vaporii și gazele, care se infiltrează continuu prin crăpăturile din adâncuri, apă caldă, aducând la fierbere.

Dacă canalul de gheizere este larg și are o formă mai mult sau mai puțin regulată, apa, în mișcare (circulând), se amestecă, fierbe și stropește la suprafață sub forma unui izvor termal. Dacă canalul este sinuos și îngust, apa nu se poate amesteca și se încălzește neuniform. Din cauza presiunii de deasupra coloanei de apă de dedesubt, apa devine supraîncălzită și nu se transformă în abur. Aburul este eliberat în bule separate. Acumulându-se dedesubt, aburul comprimat tinde să se extindă, pune presiune asupra stratului superior de apă din canal și îl ridică atât de mult încât stropește pe suprafața Pământului în mici fântâni - vestigii ale unei erupții. Stropirea apei reduce greutatea coloanei de apă din canal; In consecinta, presiunea la adancime scade si apa supraincalzita, fiind peste punctul de fierbere, se transforma instantaneu in abur. Presiunea aburului de jos este atât de mare încât împinge apa din canal sub formă de fântâni uriașe de apă clocotită și nori de abur.



În regiunile cu activitate vulcanică intensă modernă sau recent finalizată, există adesea surse care, sub presiune mare a aburului, emit periodic fântâni de apă caldă și abur direct pe suprafața Pământului. Acestea sunt așa-numitele gheizere. Există și izvoare termale, caracterizate prin curgerea lent a apei din crăpăturile din scoarța terestră.

Islanda este bogată în izvoare termale și gheizere, unde există aproximativ 700 de ele. Pe teritoriul Rusiei, există gheizere în Kamchatka, Valea Gheizerelor este deosebit de populară. Aceste fenomene sunt cunoscute și în America de Nord și de Sud, Japonia, Noua Zeelandă și China. Aspectul gheizerelor este variat. Ele pot arăta ca niște mici trunchiuri de conuri cu pante abrupte, ca niște cupole joase și blânde, ca niște șanțuri mici în formă de bol, ca gropi de formă neregulată etc. În pereții sau în partea inferioară a acestora există deschideri de evacuare a canalelor sub formă de fante sau tubulare.

Funcționarea gheizerelor se caracterizează prin prezența unor perioade de odihnă, umplerea bazinului cu apă, țâșnind un amestec de abur și apă, completând eliberarea aburului și trecerea din nou la stadiul de repaus. Gheizerele sunt împărțite în două grupe: regulate și neregulate. Pentru acele surse care aparțin primei grupe, durata ciclului și perioadele sale individuale este relativ constantă, pentru gheizerele neregulate este variabilă. Pentru diferite gheizere, etapele pot dura minute, zeci de minute, iar durata perioadelor de odihnă poate varia de la câteva minute la câteva zile. Activitatea gheizerelor nu durează mult, ceea ce este asociat cu mai mulți factori, în special, o scădere a debitului de apă subterană în apropierea canalelor, o scădere a fluxului de căldură etc.

Gheizere țâșnesc, vărsând apă la înălțimi mari. De exemplu, gheizerul uriaș din Kamchatka aruncă un flux de apă cu un diametru de 3 m și o înălțime de până la 50 m la fiecare 5-6 ore Iar în America de Nord, gheizerul Old Faithful ridică o coloană de apă de 80 m la fiecare oră.

Apa emisă de gheizere pe suprafața pământului este curată, ușor mineralizată, cu un conținut ridicat de silice. O rocă precum gheizeritul, cu structură apropiată de opal, se formează la ieșirea din canalul de gheizeri tocmai din silice. Compoziția chimică a apei este clorură de sodiu sau clorură-bicarbonat de sodiu. Apa emisă de gheizere este de origine atmosferică, amestecată cu condensat de umiditate de magmă.

Ipoteza descrisă mai jos despre mecanismul formării gheizerelor este în general acceptată. Apa care s-a infiltrat în canal din straturile de rocă din secțiunile sale inferioare se încălzește și fierbe cu formarea de abur, care aruncă apa afară.

Materiale conexe: