Geysire: Definition, Typen und Theorie

Nachdem Sie diesen Artikel gelesen haben, werden Sie Folgendes lernen: 1. Definition von Geysiren 2. Arten von Geysiren 3. Theorie der Geysir-Eruption.

Definition von Geysiren:

Ein Geysir ist eine heiße Quelle, die durch intermittierenden Abfluss von Wasser als turbulenter Ausbruch, der von einer Dampfphase begleitet wird, gekennzeichnet ist. Geysire sind wie heiße Quellen, die regelmäßig aus heißem Wasser und Dampf sprudeln. Die Mehrheit der Geysire der Welt ist mit vulkanischen Aktivitätsregionen verbunden, die die notwendige Wärme zum Kochen von flachem Grundwasser liefern.

Im Allgemeinen benötigen vulkanische Geysire drei Anforderungen - eine interne Wärmequelle zum Erwärmen des Grundwassers in einem begrenzten Raum, eine Leitung, dh ein natürlicher Weg, der nahezu wasserdicht und druckdicht ist, und beträchtliches Wasser wird gepumpt, damit der Geysir ausbricht.

Da Geysire große Mengen an heißem Wasser benötigen, was als kaltes Oberflächenwasser beginnt, ist eine starke Wärmequelle unter dem Geysirbecken erforderlich. Die einzig mögliche Wärmequelle ist die vulkanische Aktivität. Die Wärme gelangt wie folgt ins Wasser.

Das kalte Wasser von der Oberfläche rinnt langsam durch die unterirdischen Felsen. Schließlich erreicht es eine Tiefe von etwa 4500 bis 5000 m unter der Oberfläche. Da die Geysirfelder in vulkanischen Gebieten liegen, sind die Felsen in solchen Tiefen sehr heiß. Das Wasser wird durch den Kontakt mit den sehr heißen Felsen erhitzt und wird bis zu 340 ° C heiß.

Bei dieser hohen Temperatur bleibt das Wasser im flüssigen Zustand (anstatt zu Dampf zu verdampfen), da es unter einem sehr hohen Druck von den Felsen und dem darüber liegenden Wasser steht. Dieses sehr heiße Wasser sickert durch ein Netz von unterirdischen Rissen auf, die ein Sanitärsystem bilden, was zu einer engen Einengung nahe der Oberfläche führt.

Das Wasser, das sich bereits über der Engstelle angesammelt hat, dient als Deckel, um den Druck auf das kochende Wasser zu halten. Wenn der Geysir schließlich ausbricht, wirkt er wie ein Schnellkochtopf ohne Überdruckventil und bläst den Deckel nach oben ab.

Geysire sind eigentlich selten und ungefähr 1000 Geysire sind auf dem Planeten bekannt. Die größten Geysire der Welt befinden sich in Island, Neuseeland und im Yellowstone National Park in Wyoming, wo sich der berühmte Old Faithful Geysir befindet.

Die Dauer eines Ausbruchs eines Geysirs, dh wie lange der Ausbruch dauert, hängt von vielen Faktoren ab, hängt aber in erster Linie davon ab, wie groß ein Geysir-Sanitärsystem ist. Die meisten großen und kleinen Geysire spielen nur wenige Minuten, aber einige dauern einige Stunden oder selten sogar einige Tage.

Nachdem ein Ausbruch beendet ist, wiederholt ein Geysir den gesamten Wiederherstellungsvorgang in einem ruhigen Intervall. Jeder Geysir hat sein eigenes einzigartiges Sanitärsystem. Manche füllen sich in wenigen Minuten auf, während andere Monate dauern können.

Dampfexplosionen:

Wasser ist ein ausgezeichneter Sprengstoff. Ein Liter Wasser, das vollständig abgekocht ist, ergibt 1500 Liter Dampf. Dieses Explosionspotential besteht nur, wenn das Wasser überhitzt und unter Druck gehalten wird. Eine solche Situation kann in unterirdischen Hohlräumen in Geysir-Systemen bestehen.

Bei einem gewöhnlichen Ausbruch wird der durch kochendes Wasser in einem Geysir verursachte Druckanstieg ausgeglichen. Aber manchmal ist der Druck zu hoch, als dass der Fels, der die Rohrleitungen auskleidet, standhält. Wenn er bricht, explodiert der Geysir und hinterlässt einen Krater. Eine riesige Masse Dampf wird explosionsartig ausgebrochen.

Schlammtöpfe:

Schlammtöpfe sind Fumarolen, die unter dem Oberflächenwasser versinken, wodurch Dampf und andere Gase nicht direkt in die Atmosphäre entweichen können. Der Schwefelwasserstoff wird im Wasser durch chemische Reaktionen und durch Bakterien zu Schwefelsäure oxidiert.

Die Säurelösung kann die Gesteinsschicht des heißen Quellkraters angreifen. Der unterscheidende Felsen bildet den nassen Lehm des Schlammtopfes. Die Fumarole unter dem Schlamm ist immer da und macht Dampfblasen, die das Kochen und Bersten des Schlammbehälters verursachen.

Arten von Geysiren:

Alle Geysire durchlaufen den gleichen grundlegenden Eruptionsprozess, aber aufgrund der Unterschiede in der Oberflächenstruktur ihrer Sanitärsysteme treten die Geysirausbrüche in den folgenden drei Formen auf, nämlich:

(a) Geysire vom Typ Kegel

(b) Geysire mit Fontänen

(c) Blasenduschfedern

(a) Kegeltiere:

Die meist bekannten Geysire gehören zu diesem Typ. Diese haben oft einen Geyserit-Kegel in Bodennähe. Direkt unter der Erde gibt es eine sehr enge Einschnürung.

Diese Geysire sprühen während der ruhigen Zeit zwischen den Ausbrüchen oft etwas Wasser. Durch ständige Benetzung entstehen über Jahre hinweg Zapfen. Die kleine Öffnung wirkt wie eine Düse, wenn ein Ausbruch auftritt. Diese Geysire sind kraftvoll und strahlen Wasserstrahlen in große Höhen ab.

(b) Brunnen-Geysire:

Diese Geysire haben an der Oberfläche einen offenen Krater. Dieser Krater wird vor oder während eines Ausbruchs mit Wasser gefüllt. Da der ausbrechende Dampf durch das Wasserbecken aufsteigen muss, wird die Wirkung des Geysirs schwächer als bei einem kegelförmigen Geysir. Wenn der Dampf durch den Pool sprudelt, werden getrennte Spritzer erzeugt, die zum Platzen oder Sprühen führen.

(c) Blasenduschfedern:

Blasenduschfedern werden aufgrund des schnell ansteigenden überhitzten Wassers in regelmäßigen Abständen heftigen Oberflächensiedens ausgesetzt, wodurch sie wie Geysire aussehen. Es ist jedoch keine Dampfphase zu sehen, die an die Oberfläche des Pools steigt. Diese sind relativ klein und die Ausbrüche erreichen manchmal 10 bis 20 cm. hoch.

Dem Ausbruch eines Geysirs gehen in der Regel Rumpeln und heftiges Kochen voraus. Das Wasser läuft über den Abzug. Sehr bald werden niedrige Wassersäulen sichtbar. Es folgen kraftvolle Jets, die mehrere Meter in die Höhe schießen.

Theorie der Geysir-Eruption:

Eine auf den Beobachtungen von Bunsen beruhende Theorie des Geysirausbruchs wird allgemein akzeptiert. Die Theorie basiert auf Studien von Bunsen über die Geysire Islands. Sie beruht darauf, dass der Siedepunkt von Wasser mit dem Druck steigt.

Die Temperatur am Siedepunkt auf Meereshöhe beträgt 100 ° C, wobei der Druck des Wassers 1 Atmosphäre oder etwa 98, 1 kN / nr beträgt (eine Wassersäule von 10 m Höhe hat einen Druck von 1 Atmosphäre). In größeren Tiefen steigt der Druck und damit auch der Siedepunkt des Wassers.

Es kann bemerkt werden, dass das heiße Wasser, das aus einem Geysir geworfen wird, hauptsächlich das Regenwasser ist, das durch die Erde gesickert ist, und dieses Wasser wurde durch die sehr heißen Lava auf den heißen Eruptivgesteinen erhitzt. Möglicherweise stammt auch ein Teil des Dampfes und anderer Gase aus dem Magma.

Wenn das Wasser nun in einen Spalt oder eine Röhre eindringt und durch die Aufnahme heißer Gase oder durch den Kontakt mit den heißen Gesteinen mit der Tiefe warm wird, kann es immer noch im flüssigen Zustand bleiben, obwohl seine Temperatur höher als 100 ° C ist, was dem Siedepunkt entspricht Wasser auf Meereshöhe.

Aufgrund des herrschenden hohen Drucks befindet es sich noch im flüssigen Zustand. Wenn das Wasser unter hohem Druck weiter in das Rohr eindringt, fließt es schließlich zur Oberfläche hin. Dies führt dazu, dass das unten befindliche Wasser in die Röhre fließt, um an die Stelle des nach oben gerichteten Wassers zu treten.

Wenn die Temperatur auf ein solches Niveau ansteigen sollte, so ändert sich bei Hochdruck Wasser unter hohem Druck in Dampf. Dieser Hochdruckdampf drückt die Wassersäule nach oben und mischt sich damit. Diese Mischung aus Dampf und Wasser tritt aus dem Abzug aus.