Gejzery: definicja, typy i teoria

Po przeczytaniu tego artykułu dowiesz się o: - 1. Definicji gejzerów 2. Rodzaje gejzerów 3. Teorii erupcji Gejzer.

Definicja Gejzerów:

Gejzer to gorące źródło charakteryzujące się sporadycznym wyładowaniem wody wyrzucanym jako burzliwa erupcja, której towarzyszy faza parowania. Gejzery przypominają gorące źródła, które okresowo wybuchają fontannami poparzonej wody i pary. Większość światowych gejzerów kojarzy się z regionami aktywności wulkanicznej, z regionami, które dostarczają niezbędnego ciepła do zagotowania płytkiej wody gruntowej.

Ogólnie gejzery powiązane z wulkanem potrzebują trzech wymagań - wewnętrznego źródła ciepła do ogrzania wody gruntowej w zamkniętej przestrzeni, przewodu, czyli naturalnej ścieżki, która jest prawie wodoszczelna i ciasna, a znaczna woda jest pompowana, aby powstrzymać wybuch gejzeru.

Ponieważ gejzery potrzebują dużej ilości gorącej wody, która zaczyna się jako zimna woda powierzchniowa, istnieje potrzeba silnego źródła ciepła pod zlewem gejzeru. Jedynym możliwym źródłem ciepła jest aktywność wulkaniczna. Ciepło dostaje się do wody w następujący sposób.

Zimna woda z powierzchni powoli spływa po skałach pod ziemią. Ostatecznie osiąga głębokość od około 4500 do 5000 m pod powierzchnią. Ponieważ pola gejzerów znajdują się w obszarach wulkanicznych, skały na takich głębokościach są bardzo gorące. Woda jest podgrzewana przez kontakt z bardzo gorącymi kamieniami i staje się tak gorąca, jak około 340 ° C.

W tej wysokiej temperaturze woda pozostaje w stanie ciekłym (zamiast parowania do pary), ponieważ znajduje się pod bardzo wysokim ciśnieniem ograniczającym ze skał i wody leżącej powyżej. Ta bardzo gorąca woda przenika przez sieć podziemnych pęknięć tworzących układ hydrauliczny, prowadząc do wąskiego zwężenia blisko powierzchni.

Woda już zgromadzona powyżej zwężenia działa jak pokrywa pomagająca utrzymać ciśnienie na wrzącej wodzie poniżej. Kiedy w końcu wybucha gejzer, działa jak szybkowar bez zaworu nadmiarowego, który zdmuchuje pokrywę, strzelając w niebo.

Gejzery są w rzeczywistości rzadkie, a na świecie znanych jest około 1000 gejzerów. Największe gejzery na świecie znajdują się w Islandii, Nowej Zelandii i Parku Narodowym Yellowstone w Wyoming, gdzie znajduje się słynny gejzer Old Faithful.

Czas trwania erupcji gejzeru, tj. Jak długo trwa erupcja, zależy od wielu czynników, ale przede wszystkim od tego, jak duży jest system hydrauliczny gejzer. Większość gejzerów, dużych i małych, gra tylko przez kilka minut, ale niektóre mają czas trwania kilku godzin lub rzadko nawet kilka dni.

Po zakończeniu jednej erupcji gejzer powtarza cały proces odzyskiwania w cichym przedziale czasowym. Każdy gejzer ma swój unikalny system hydrauliczny. Niektóre wkłady w ciągu kilku minut, podczas gdy inne mogą trwać miesiące.

Wybuchy pary:

Woda jest doskonałym materiałem wybuchowym. Tylko litr gotowanej wody w stanie ciekłym da 1500 litrów oparów. Ten potencjał wybuchowy istnieje tylko wtedy, gdy woda jest przegrzewana i pod ograniczonym ciśnieniem. Taka sytuacja może istnieć w podziemnych zagłębieniach wewnątrz systemów gejzerów.

Typowa erupcja uwzględnia wzrost ciśnienia spowodowany wrzącą wodą w gejzerach. Ale czasami ciśnienie jest zbyt wysokie, aby skała mogła się oprzeć. Kiedy się łamie, gejzer wybucha, zostawiając za sobą krater. Ogromna masa pary jest eksplozywnie wybuchająca.

Mud Pot:

Garnki na błoto to fumarole, które toną pod powierzchnią wody, dzięki czemu para i inne gazy nie przedostają się bezpośrednio do atmosfery. Siarkowodór utlenia się w wodzie na drodze reakcji chemicznych i bakterii, tworząc kwas siarkowy.

Kwasowy roztwór może atakować okładzinę skalną gorącego wiosennego krateru. Wyróżniająca skała tworzy mokrą glinę błotnego garnka. Fumarole pod błotem jest zawsze tam i sprawia, że ​​bąbelki pary powodują wrzącą i pękającą akcję błotnego garnka.

Rodzaje gejzerów:

Wszystkie gejzery przechodzą ten sam podstawowy proces erupcji, ale z powodu różnic w strukturze bliskiej ich systemów hydraulicznych erupcje gejzera występują w następujących trzech postaciach, a mianowicie:

(a) Gejzery typu stożkowego

(b) Gejzery typu fontannowego

(c) sprężyny prysznicowe z bańką

(a) Gejzery typu stożkowego:

Najbardziej znane gejzery należą do tego typu. Często mają one stożek gejzerowy na poziomie gruntu. Tuż pod ziemią jest bardzo wąskie zwężenie.

Gejzery te często spryskują trochę wody podczas spokojnej przerwy między erupcjami. Ze względu na stałe zwilżanie stożki są tworzone przez lata. Mały otwór działa jak dysza, gdy pojawia się erupcja. Te gejzery są silnie wystającymi strumieniami wody na duże wysokości.

(b) Gejzery typu fontannowego:

Te gejzery mają otwarty krater na powierzchni. Ten krater jest wypełniony wodą przed lub podczas erupcji. Ponieważ wybuch pary musi unosić się w basenie wodnym, działanie gejzera staje się słabsze niż w gejzerach typu stożkowego. W miarę, jak para wodna pęcznieje w basenie, powstają oddzielne rozpryski, które prowadzą do erupcji pękającej lub rozpryskowej.

(c) Sprężyny natryskowe:

Sprężyny z baniek mydlanych przechodzą okresowe epizody o energicznej powierzchni wrzenia z powodu gwałtownie rosnącej przegrzanej wody, dzięki czemu wyglądają jak gejzery. Jednak nie widać fazy gazowej wznoszącej się na powierzchnię basenu. Są one stosunkowo małe, a wybuchy czasami dochodzą do 10 do 20 cm. wysoki.

Erupcja gejzeru jest zwykle poprzedzona dudnieniem i gwałtownym wrzeniem. Woda spływa ponad otworu wentylacyjnego. Wkrótce widać niskie kolumny tryskającej wody. Po nich następują potężne dysze strzelające na setki metrów w górę.

Teoria erupcji Gejzer:

Teoria erupcji gejzerów oparta na obserwacjach Bunsena jest ogólnie akceptowana. Teoria oparta jest na badaniach przeprowadzonych przez Bunsena na temat gejzerów Islandii. Opiera się na tym, że temperatura wrzenia wody wzrasta wraz z ciśnieniem.

Temperatura w punkcie wrzenia na poziomie morza wynosi 100 ° C, gdzie ciśnienie wody wynosi 1 Atmosfera lub około 98, 1 kN / nr (Kolumna wody o wysokości 10 m ma ciśnienie 1 atmosfery). Na większych głębokościach wzrasta ciśnienie iw konsekwencji podnosi się temperatura wrzenia wody.

Można zauważyć, że gorąca woda wyrzucana z gejzeru to głównie woda deszczowa, która przesiąkła przez ziemię i ta woda została podgrzana przez bardzo gorące lawy na gorących skałach magmowych. Możliwe też, że część pary i innych gazów mogła pochodzić z magmy.

Jeśli teraz woda dostanie się do szczeliny lub rury i ogrzeje się z głębokości, pochłaniając gorące gazy lub kontaktując się z gorącymi kamieniami, nadal może pozostać w stanie ciekłym, nawet jeśli jego temperatura jest wyższa niż 100 ° C, co jest temperaturą wrzenia woda na poziomie morza.

Wciąż utrzymuje się w stanie ciekłym ze względu na panujące wysokie ciśnienie. Gdy woda pod wysokim ciśnieniem będzie wnikać do rury, ostatecznie przepłynie ona w kierunku powierzchni. Doprowadzi to do tego, że obecna poniżej woda spłynie do rury, aby zająć miejsce podnoszonej wody.

Jeśli temperatura wzrośnie do takiego poziomu, tak aby przy wysokim ciśnieniu woda zamieniała się w parę pod wysokim ciśnieniem. Ta para pod wysokim ciśnieniem przepycha za sobą kolumnę wody. Ta para wodna i woda wybucha z otworu wentylacyjnego.