Kā darbojas geizeri

Skats uz veco uzticamo geizeru Jeloustonas nacionālajā parkā, kad tas izplūst pret tumšām debesīm, Vaiominga, 1941. Getty Images

Šobrīd dažās retās vietās uz Zemes cilvēki izbauda skatu un skaņas, kā pārkarsēts ūdens plūst no dziļumiem zem zemes un gaisā. Šie neparastie ģeoloģiskie veidojumi, ko sauc par geizeriem, pastāv uz Zemes un visā Saules sistēmā. Daži no slavenākajiem uz Zemes ir Old Faithful Vajomingā ASV un Strokkur geizers Islandē un Āfrikā, Danakilas depresijā .

Geizeru izvirdumi notiek vulkāniski aktīvās vietās, kur pārkarsēta magma atrodas diezgan tuvu virsmai. Ūdens sūcas (vai plūst) pa virszemes iežu plaisām un lūzumiem. Šīs 'caurules' var sasniegt vairāk nekā 2000 metru dziļumu. Kad ūdens nonāk saskarē ar akmeņiem, kas ir uzkarsēti vulkāniskās aktivitātes rezultātā, tas sāk vārīties. Galu galā spiediens paaugstinās, un tas iekustina virkni darbību. Kad spiediens kļūst pārāk augsts, ūdens plūst atpakaļ pa cauruli, nesot līdzi minerālvielas. Galu galā tas izpūš, izraisot karstu ūdeni un tvaikus gaisā. Tos sauc arī par 'hidrotermiskiem sprādzieniem'. (Vārds 'hidro' nozīmē 'ūdens', un 'termiskais' nozīmē 'siltums'.)

Kā darbojas geizeri

Geizera mehānika un tā darbība. Ūdens sūcas lejup pa plaisām un plaisām, sastopas ar sakarsušiem akmeņiem, tiek uzkarsēts līdz augstākai viršanas temperatūrai un pēc tam izplūst uz āru. USGS

Domājiet par geizeriem kā dabiskām santehnikas sistēmām, kas nogādā planētas dziļi uzsildītu ūdeni uz virsmu. Viņi nāk un iet atkarībā no pazemes aktivitātes, kas tos baro. Lai gan mūsdienās aktīvos geizerus var viegli izpētīt, uz planētas ir arī daudz pierādījumu par mirušiem un neaktīviem geizeriem. Dažreiz tie izmirst, kad iežu 'caurules' aizsērē ar minerāliem. Citreiz kalnrūpniecības darbības tos izslēdz, vai arī hidrotermālās apkures sistēmas, ko cilvēki izmanto māju apsildīšanai, var tās iztukšot.

Ģeologi pēta akmeņus un minerālus geizeru laukos, lai izprastu zem virsmas esošo struktūru ģeoloģiju. Biologus interesē geizeri, jo tie atbalsta organismus, kas plaukst karstā, minerālvielām bagātā ūdenī. Šie 'ekstremofili' (dažreiz saukti par 'termofīliem' viņu mīlestības pret siltumu dēļ) sniedz norādes, kā dzīvība var pastāvēt tik naidīgos apstākļos. Planētu biologi pēta geizerus, lai labāk izprastu dzīvi, kas pastāv ap tiem. Un citi planētu zinātnieki tos izmanto kā veidus, kā izprast līdzīgas sistēmas citās pasaulēs.

Jeloustonas parka geizeru kolekcija

Old Faithful geizers Jeloustonas nacionālajā parkā. Šis izvirdums izplūst aptuveni ik pēc 60 minūtēm, un tas ir pārbaudīts ar kosmosa laikmeta kamerām un attēlveidošanas sistēmām. Wikimedia Commons

Viens no aktīvākajiem Geizeru baseini pasaulē atrodas Jeloustonas parkā . Tas atrodas pie Jeloustonas supervulkāna kalderas Vaiomingas ziemeļrietumos un Montānas dienvidaustrumos. Jebkurā laikā dārd aptuveni 460 geizeru, un tie nāk un iet, jo zemestrīces un citi procesi rada izmaiņas reģionā. Old Faithful ir slavenākais, kas visu gadu piesaista tūkstošiem tūristu.

Geizeri Krievijā

Geizeru ieleja Kamčatkā, Krievijā. Šis attēls tika uzņemts tieši pirms dubļu plūsmas, kas pārņēma dažus geizerus. Šis reģions joprojām ir ļoti aktīvs. Roberts Nunns, CC-by-sa-2.0

Vēl viena geizeru sistēma pastāv Krievijā, reģionā, ko sauc par Geizeru ieleju. Tai ir otrā lielākā ventilācijas atveru kolekcija uz planētas, un tā atrodas aptuveni sešus kilometrus garā ielejā. Zinātnieki pēta šo un Jeloustonas reģionu, lai izprastu šajās sistēmās pastāvošo dzīvības formu veidus.

Īslandes slavenie geizeri

Strokkuer Geysir izvirdums, 2010. gada novembris. Autortiesības aizsargātas un izmantotas ar Carolyn Collins Petersen atļauju

Vulkāniski aktīva Islandes salu valsts ir mājvieta dažiem no slavenākajiem geizeriem pasaulē. Vārds “geizers” cēlies no viņu vārda “geizers”, kas raksturo šos aktīvos karstos avotus. Islandes geizeri ir saistīti ar Vidusatlantijas grēdu. Šī ir vieta, kur divas tektoniskās plātnes — Ziemeļamerikas plāksne un Eirāzijas plāksne — lēnām atdalās ar ātrumu aptuveni trīs milimetri gadā. Tām attālinoties vienai no otras, garozai retinot, no apakšas paceļas magma. Tas pārkarsē sniegu, ledu un ūdeni, kas atrodas salā gada laikā, un rada geizerus.

Citplanētiešu geizeri

No plaisām Enceladus dienvidu polārajā reģionā izplūst ūdens ledus kristālu strūklas, iespējamie kriogeizeri. NASA/JPL-Caltech/Kosmosa zinātnes institūts

Zeme nav vienīgā pasaule, kurā ir geizeru sistēmas. Jebkur, kur iekšējais siltums uz mēness vai planētas var uzsildīt ūdeni vai ledu, var pastāvēt geizeri. Tādās pasaulēs kāSaturna pavadonis Encelads, tā saukto 'kriogeizeru' snīpi no zem sasalušās virsmas. Tie piegādā ūdens tvaikus, ledus daļiņas un citus saldētus materiālus, piemēram, oglekļa dioksīdu, slāpekli, amonjaku un ogļūdeņražus garozā un ārpus tās.

Eiropai zem ledainās garozas var būt paslēpts okeāns. Šeit mēs redzam izgriezumu uz Jupitera un mazā vulkāniskā pavadoņa Io fona. Iespējams, ka geizeri izvirst no dziļas virsmas. NASA

Desmitiem gadu ilga planētu izpēte ir atklājusi geizerus un geizeriem līdzīgus procesusJupitera pavadonis Eiropa, Neptūna pavadonis Tritons , un, iespējamspat tālais Plutons. Planētu zinātniekiem, kas pēta aktivitātes uz Marsa, ir aizdomas, ka geizeri var izvirt dienvidu polā pavasara karsēšanas laikā.

Geizeru un ģeotermālā siltuma izmantošana

Hellesheidi spēkstacija Islandē, kas izmanto urbumus, lai uztvertu siltumu no pazemes ģeotermālajām atradnēm. Tas arī nodrošina karsto ūdeni tuvējā Reikjavīkā. Creative Commons Attribution 2.0

Geizeri ir ārkārtīgi lietderīgi siltuma un elektroenerģijas ražošanas avoti . Viņu ūdens spēku var uztvert un izmantot. Jo īpaši Islande izmanto savus geizeru laukus karstā ūdens un siltuma iegūšanai. Noplicinātie geizeru lauki ir minerālu avoti, kurus var izmantot dažādos pielietojumos. Citi pasaules reģioni sāk līdzināties Islandes paraugam par hidrotermisko uztveršanu kā bezmaksas un diezgan neierobežotu enerģijas avotu.

Ārpus Zemes citu pasauļu geizeri varētu būt ūdens vai citu resursu avoti nākamajiem pētniekiem. Vismaz šo attālo ventilācijas atveru pētījumi palīdzēs planētu zinātniekiem izprast procesus, kas notiek dziļi šajās vietās.