Що таке гейзер?

Гейзери, гарячі ключі та мінеральні джерела – останні відлуння грізної вулканічної діяльності.

Гейзери – чудове та своєрідне явище природи. Це киплячі джерела, у яких через певні проміжки часу відбуваються виверження окропу. З вибухом і гуркотом величезний стовп окропу, оповитий густими клубами пари, злітає вгору великим фонтаном, розсипаючись на висоті іноді до 80 м-коду.

Фонтан б’є деякий час, потім вода зникає, клуби пари розсіюються і настає стан спокою.

Деякі гейзери викидають воду зовсім невисоко або лише розбризкують, а є гарячі джерела, схожі на калюжі, в яких вода кипить міхурами. Зазвичай навколо гейзера є басейн або неглибокий кратер, діаметр якого буває за кілька метрів. Краї такого басейну і прилеглого до нього майданчика покриті відкладеннями кремнезему, що міститься в окропі. Ці відкладення називаються гейзеритом. Біля деяких гейзерів утворюються конуси з гейзериту заввишки від кількох сантиметрів до кількох метрів.

Негайно після виверження гейзера звільняється від води басейн, і на дні його можна побачити канал (жерло), заповнений водою, що глибоко глибоко під землю.

Перед початком виверження вода піднімається, повільно заповнює басейн, вирує, виплескується, потім із вибухом високо злітає фонтан окропу. Через якийсь час виверження припиняється.

Гейзери – дуже рідкісне та одне з найкрасивіших явищ природи. Його можна спостерігати на Камчатці, в Ісландії, у Новій Зеландії та у Північній Америці. Невеликі одиночні гейзери зустрічаються у деяких інших вулканічних областях.

У східній частині Камчатки, на південь від Кроноцького озера, багато гейзерів у долині річки. Гейзерний. Вона бере свій початок на млявих схилах згаслого вулкана Кіхпінич, а в нижній течії утворює долину до З км завширшки. На уступах схилів цієї широкої долини розташовується безліч гарячих ключів, гарячі та теплі озерця, грязьові котли та гейзери.

Тут відомо близько 20 великих гейзерів, не рахуючи дрібних, що виплескують воду всього на кілька сантиметрів. Біля деяких гейзерів грунт теплий, а іноді навіть гарячий. Багато гейзерів оточені натіками різнокольорового гейзериту химерних форм, схожих на красиві штучні ґрати. Іноді гейзерит покриває площі кілька десятків квадратних метрів. Так, наприклад, біля найбільшого камчатського гейзера — «Великана», що викидає величезний фонтан на висоту кілька десятків метрів, утворився майданчик гейзериту приблизно в гектар. Вона вся покрита натіками у вигляді маленьких кам’яних трояндок сірувато-жовтого кольору. Цей майданчик спускається до річки красивими східцями.

Неподалік знаходиться гейзер «Перлинний», названий так за формою та кольором відкладень гейзериту з перламутровим відливом, схожим на перли. Є гейзер «Цукровий» з багатими та красивими відкладами ніжно-рожевого гейзериту. Це пульсуючий джерело, вода з нього не викидається фонтаном, а вихлюпується рівномірними поштовхами.

Гейзерит
Гейзерит

Гейзер «Первінець» знаходиться на кам’янистому гарячому майданчику майже на самому березі річки. Шумний, недалеко від гирла, нар. Гейзерний. Басейн «Первінця», близько півтора метра в діаметрі і стільки ж глибиною, оточений великими брилами каміння. Якщо заглянути в басейн відразу після виверження, можна побачити, що в ньому немає води і на дні знаходиться отвір, або канал, що косо йде в глибину. Через деякий час з-під землі долинає гул, схожий на шум мотора, по каналу починає підніматися вода, поступово наповнюючи басейн. Вона кипить, доходить до країв басейну, піднімається все вище і вище, виплескується і нарешті вибухає. Косо спрямований стовп окропу, оповитий густими хмарами пари, піднімається з гуркотом на висоту не менше ніж 15-20 метрів. Потужний фонтан б’є дві-три хвилини, потім настає тиша, пара розсіюється, і в спорожнілий басейн можна знову зазирнути без ризику. Через невеликий проміжок часу знову чується гомін і гейзер знову починає діяти. Цей процес триває іноді багато століть.

Ісландія з давніх-давен славиться своїми гарячими джерелами, киплячими річками і гейзерами. У долинах багатьох річок Ісландії видно піднімаються хмарки пар від киплячих ключів і гейзерів. Вони особливо численні у південно-західній частині острова. Там цікаво подивитись знаменитий «Великий Гейзер». Він має басейн діаметром близько 18 м. Гладке дно басейну в центрі переходить до округлого жерла близько 3 м у діаметрі, за формою схоже на розтруб піонерського горна. Канал гейзера йде на велику глибину, з’єднуючись під землею тріщинами з печерами, що періодично наповнюються гарячою водою та парою. Температура води в гейзері на поверхні до 80 °, а в каналі на деякій глибині до 120 °.

Долина Хаукадалур: бурлящие гейзеры в Исландии / Travel.ru / Чудеса света
Кратер гейзера (Ісландія). Найчастіше кратер і плоский басейн наповнені гарячою водою.

Виверження “Великого Гейзера” дуже своєрідне і красиве. Воно повторюється через кожні 20-30 годин і продовжується 2,5-3 години. Підземний гуркіт, вибухи і легке коливання грунту сповіщають про виверження «Великого Гейзера». Вода в переповненому басейні вирує, виплескується і переливається через краї, стікаючи струмками по конусу. Раптом лунає сильний вибух, і потужний фонтан окропу злітає на величезну висоту, деякий час б’є і зникає. Не встигне розсіятися пара, як вилітає ще потужніший і вищий стовп окропу, за ним ще й ще. “Великий Гейзер” фонтанує на висоту до 30 м. Поступово висота фонтану зменшується, і нарешті гейзер зовсім стихає, тільки густа пара огортає конус.

Сувора природа Ісландії змушує мешканців використовувати деякі гарячі джерела для зрошення полів.

На обігрітих ґрунтах вирощують овочі та злаки. Гарячу воду джерел застосовують і для опалення будинків у містах та селищах. Так, наприклад, столиця Ісландії Рейк’явік повністю опалюється водами гарячих джерел.

На Північному о-ві Нової Зеландії вулканічна діяльність значною мірою припинилася, наслідком її залишилися гарячі джерела, гейзери та струмені пари. До 1904 року тут діяв гейзер «Вай-мангу». Це був найбільший гейзер у світі. Під час сильного виверження його струмінь викидався у повітря на 450 м. Але тепер цей гейзер зовсім зник. Пояснюють це зниженням на 11 м рівня води у найближчому озері Таравера.

“Великий Гейзер” під час найсильнішого виверження.

На березі оз. Вайкато є гейзером «Кроус-Нест» («Вороняче гніздо»), виверження якого залежить від рівня води в озері. Якщо вода стоїть високо, гейзер вивергається кожні 40 хвилин; якщо рівень води низький, виверження відбувається через 2 години.

Численні та різноманітні гарячі джерела та гейзери знаходяться у Північній Америці на кордоні штатів Вайомінг та Монтана. Це мальовниче місце називається Єллоустонським національним парком. Воно є високим плоскогір’ям, порізаним глибокими долинами річок і западинами озер, оточене високими сніговими хребтами Скелястих гір.

Кілька мільйонів років тому тут відбувалися дуже сильні вулканічні виверження, за якими і залишився цей дивовижний куточок природи. З 200 гейзерів, що знаходяться в Деллоустонському парку, найзнаменитішим вважається гейзер «Старий Служака», названий так за правильність, з якою він викидається. Гейзер діє регулярно через кожні 53-70 хвилин; Великий фонтан піднімається на висоту до 50 м-коду.

Вважають, що з кожному виверженні цей гейзер викидає приблизно 50 тис. літрів окропу. Протягом багатьох сотень років він не припиняє своєї діяльності, так само як і деякі інші гейзери та гарячі джерела Єллоустонського парку.

Уявіть собі, яка величезна кількість тепла приноситься цими гейзерами та гарячими джерелами на поверхню Землі! Припускають, що тепло всіх джерел Єллоустонського парку може розплавити близько 3 Т льоду в секунду.

Звідки ж береться це тепло?

Гейзери бувають у районах, де неподалік поверхні залягає неохоліла магма. Гази і пари, що виділяються з неї, піднімаючись, проходять довгий шлях по тріщинах. При цьому вони змішуються з підземними водами, нагрівають їх і самі переходять у гарячу воду з розчиненими у ній різними речовинами. Така вода і виходить на поверхню землі у вигляді гарячих ключів, що вирують, різних мінеральних джерел, гейзерів тощо.

Фонтан гарячої води і пари. Гейзери як об'єкти туризму
Виверження гейзера “Перлинний” (Камчатка).

Вчені припускають, що під землею гейзер складається з печер (камер) і проходів, що їх сполучають, і тріщин (каналів), що зустрічаються в застиглих лавових потоках. Ці порожнечі заповнюються підземними водами, що циркулюють, на невеликій глибині від яких знаходяться неохолілі магматичні вогнища.

Виверження гейзерів відбувається по-різному

Виверження гейзерів відбувається по-різному, залежно від величини підземних камер, від форми каналів та розташування тріщин, від кількості та швидкості припливу в них ґрунтових вод та від надходження тепла з глибини. З фізики відомо, що точка кипіння води при тиску 1 атмосферу на рівні моря дорівнює 100 °. 

Якщо тиск збільшується, то температура кипіння підвищується, а при зменшенні тиску вона знижується.

Тиск стовпа води у каналі гейзера підвищує точку кипіння води на дні каналу. Вода при нагріванні її знизу починає рухатися; нагрітий нижній шар води робиться легше і піднімається на поверхню, а холодніша вода з поверхні опускається вниз, де, зігріваючись, у свою чергу, піднімається, і т. д. Таким чином, пари і гази, безперервно просочуються по тріщинах з глибини, зігрівають воду, доводячи до кипіння. 

  • Якщо канал гейзера широкий і має більш менш правильну форму, вода, переміщаючись (циркулюючи), перемішується, закипає і виплескується на поверхню у вигляді гарячого джерела. 
  • Якщо канал звивистий і вузький, вода не може змішуватися і нагрівається нерівномірно. Внаслідок тиску зверху стовпа води, внизу вода виявляється перегрітою і не перетворюється на пару. Пара виділяється окремими бульбашками. Нагромаджуючись внизу, стиснута пара прагне розширитися, тисне на верхній шар води в каналі і піднімає її настільки, що вона вихлюпується на поверхню землі, піднімаючись невеликими фонтанами – провісниками виверження. Виплескування води зменшує вагу стовпа води у каналі; отже, тиск на глибині знижується, і перегріта вода, перебуваючи вище точки кипіння, миттєво перетворюється на пару. вода, переміщаючись (циркулюючи), перемішується, закипає та виплескується на поверхню у вигляді гарячого джерела. 
ГЕЙЗЕР | Энциклопедия Кругосвет
Гейзер у розрізі. 

Тиск пари знизу такий великий, що виштовхує воду з каналу як величезних фонтанів окропу і клубів пари. Величина фонтанів гейзерів та характер їхньої дії залежать від величини та розташування підземних камер, каналів та сили тиску пари.