ha voltál a Yellowstone Nemzeti Parkban, biztosan láttad a világ egyik leghíresebb gejzírjét. Körülbelül másfél-másfél óránként az Old Faithful hatalmas mennyiségű forró vizet és gőzt lő a levegőbe. A kamerával terhelt turisták tömegei biztonságos távolságban mozognak — a víz 200 Fahrenheit fokos (körülbelül 95 Celsius fok), a gőz pedig több mint 350 F fok (175 C fok).
A tudósok is özönlöttek a régi hívőkhöz., A megbízható robbantások természetes laboratóriumot biztosítanak annak tanulmányozására, hogy a forró víz hogyan jut ki a földből a levegőbe. Susan Kieffer geofizikus a Föld-és Bolygótudományok 2017-es éves felülvizsgálatának emlékiratában felidézi, hogy Ansel Adams régi hű fényképe arra ösztönözte őt, hogy 9 éves fiát egy Volkswagen lakókocsiba csomagolja, majd 1976-ban elindult Yellowstone-ba. Egy hónappal a forgatás Régi Hívek, hogy a színpad a modern megértését, hogyan melegített víz, gőz, ami a föld alatti kamrák, a hatalom a gejzír van kitörések.,
Talán a leghíresebb gejzír a Yellowstone Nemzeti Park, a Régi Hűséges küld több ezer liter forró víz, gőz között 100, illetve 200 méter eget minden kitörés. A kitörések gyakoriak, de semmi sem állíthatja meg az óráját, a rövid kitörések közötti idő egy óra és közel kettő között ingadozik.,
CREDIT: TOM SIEGFRIED (CC-BY-SA)
ma a kutatók nemcsak a Yellowstone gejzírjeit tanulmányozták — amelyek a világ összességének mintegy felét teszik ki—, hanem több száz embert szerte a világon. Ide tartoznak a gejzírek csoportosítása olyan helyeken, mint Izland, Oroszország gejzírek völgye és Új-Zéland Északi szigete. A tudósok színes festéket dobtak le a gejzírek torkán, hogy megnézzék, mennyi ideig tart a szín tisztítása, és szeizmométerekkel borították a közeli talajt, hogy minden robbanás előtt meghallgassák a földalatti zümmögést.,
Az ilyen tanulmányok most feltárják a gejzírek mögötti komplex fizikát, két geológus írja a Föld-és Bolygótudományok 2017-es éves áttekintésében.
ahhoz, hogy egy ritka kombináció a földalatti üregek, hot springs, powered by geotermikus energia, hogy hozzon létre ezeket a lenyűgöző természeti szökőkutak, mondjuk Gyereket? Hurwitz a US Geological Survey Menlo Park, Kalifornia, Michael pedig Manga, a University of California, Berkeley., Itt egy pillantást, hogy mi hajtja ezeket a ritka, lenyűgöző kitörések, és mi a kutatók megtanulják, hogy miért kitörések vége, változtatni az időzítést, és néha teljesen eltűnnek. A gejzírek nyomokat adhatnak arra is, hogy milyen nagy, veszélyes vulkánok működnek — sőt elmondhatják nekünk a bolygó folyamatait más világokon.
mi az a gejzír?
a gejzír minden olyan forró forrás, amely időnként turbulens víz és gőz kombinációját bontja ki. Ez azt jelenti, hogy a gejzírek mind a hő, mind a víz folyamatos feltöltését igénylik., Tehát a legtöbb vulkanikusan aktív területeken található, amelyek alulról táplálják a hőt, és olyan helyeken, ahol sok eső vagy havazás biztosítja a vizet. Sok gejzír jelenik meg a gejzírmezők néven ismert csoportokban, ahol egy adott gejzír kitörése befolyásolhatja a közeli emberek viselkedését — például kiszámíthatatlanná téve őket, vagy kevésbé gyakori.
a Gejzíreknek földalatti üregekre is szükségük van, ahol víz, gőz és nyomás halmozódhat fel. Ilyen üregek nélkül a víz egyszerűen csöndesen és következetesen felszakadna egy forró tavasszal., Az elásott üregek lehetővé teszik, hogy a folyadék és a gáz idővel felhalmozódjon, létrehozva a nyomás és a hőmérséklet közötti összetett kölcsönhatást, ami hirtelen, turbulens kisülést eredményez.
forráspont: a föld alatti vízvezeték gejzírek drámaian változik egyik helyről a másikra, mint ebben az összehasonlításban Új-Zéland (balra) és Wyoming (jobbra)., Mindezt azonban az esőzések során feltöltődő víz, valamint a víz hőmérsékletét emelő mély geotermikus hőforrás biztosítja, amely robbanásszerűen gőzzé és kiömlővé alakítja a vizet. A fumarolok ezzel szemben csak gőzt és más gázokat bocsátanak ki; a forró forrásmedencéket geotermikus energia melegíti, de a gejzírek nem fizikusak. (Nem méretarányos).
hitel: S. HURWITZ és M., MANGA / ANNUAL REVIEW of EARTH AND PLANETARY SCIENCES 2017ADAPTED by DOUG BECKNER/KNOWABLE MAGAZINE
a legtöbb gejzír néhány lábtól tíz lábig terjedő magasságot ér el. Yellowstone gőzhajó gejzír — a legnagyobb a világon-rendszeresen kitör a magassága mintegy 375 láb.
mi teszi a gejzír kitörését?
a felülről leeresztett vizet geotermikus hő melegíti alulról, nyomás alatt álló gőzt képezve egy földalatti üregben., A nagy nyomás miatt a víz túlhevül a szokásos 212 F (100 C fok) forráspontja felett. Amikor a víz lehetőséget kap a terjeszkedésre, például a gejzír nyílásából szivárogva, a nyomás azonnal csökken, lehetővé téve a superhot víz forrását. A mélyvíz szinte azonnal gőzzé alakul, amely gyorsan és hevesen tágul, és kitörésként a teljes víz-gőz keveréket a levegőbe tolja.,
a német vegyész, Robert Bunsen (a Bunsen-égő fame) felfedezte, hogy ez a kapcsolat nyomás forró pontok 1846 után, amivel egy hőmérő le Geysir, a gejzír a dél-Izlandi, ahonnan a jelenség kapta a nevét, ami azt jelenti, hogy “kifolyó”, vagy “hogy rohan oda.”
azóta a tudósok más kísérleteket is végeztek, például festéket helyeztek a Old Faithful-ba, hogy nyomon kövessék, mennyi ideig tart a szín egy sor kitörésen keresztül., Ez a munka, 1963-ban, azt mutatta, hogy több mint 24 kitörést vett igénybe a gejzír tisztításához, ami arra utal, hogy az Old Faithful földalatti ürege sokkal több folyadékot tartalmazott, mint az egyes robbanásokban kilökődő mennyiség.
az újabb kutatások során Manga és kollégái egy chilei gejzírmezőn, El Tatio néven dolgoztak, körülbelül 14 000 láb magasan az Atacama-sivatagban. Ilyen magas emelkedéseknél a víz alacsonyabb hőmérsékleten forr, így kevesebb geotermikus hő szükséges a gejzír előállításához., A turisták hajnalban érkeznek, hogy megnézzék, ahogy a csillogó gőz a frigid levegőben kondenzálódik, és amikor szerencséjük van, látványos kitörés a hegyvidéki háttér ellen.
el Tatio gejzír mező (a képen) magasan fekszik az Andok hegységben, és mintegy 80 aktív gejzírnek ad otthont.
hitel: DIEGO DELSO, DELSO.,Fotó (CC-BY-SA)
Manga csapata műszereket telepített a nyomás és a hőmérséklet mérésére a gejzír mező különböző mélységeiben, valamint a szeizmikus aktivitás és a föld eltolódása. “Megerősíthetjük, hogy Bunsen ötletei helyesek — hogy a kitörések akkor kezdődnek, amikor a forrás a vízoszlop tetején kezdődik” – mondja Manga. “És olyan kérdésekre is válaszolhatunk, mint például: miért ér véget a kitörés?”A válasz, amelyet csoportja az elmúlt néhány évben talált, az, hogy a gejzírek akkor érnek véget, amikor elfogy a nagyobb mélységből származó gőz.,
a geotermikus kutatás számos gejzírmezőt megölt olyan helyeken, mint Nevada és Új-Zéland. Azáltal, hogy a föld alatti hőforrásokba — főként a bolygó kéregében lévő elemek radioaktív bomlásából-energiát nyer, a vállalatok eltávolították azt a meleget, amely ott táplálja a gejzíreket.
az új-zélandi Whakarewarewa geotermikus völgyében található sok Gejzer a föld mélyén lévő közös hasadékból származik., Gejzír tevékenység a völgyben, amely otthont ad a Maori közösség több mint 500 éve, csökkent a múlt században. Az 1980-as években a gejzírekhez legközelebb eső vízkutak feltöltése újjáélesztette a völgy gejzírjeinek egy részét, de nem mindegyikét.
CREDIT: WIKIMEDIA COMMONS
miért olyan nehéz megjósolni a gejzír viselkedését?
egyes gejzírek ugyanolyan rendszeresek, mint az óramű, míg mások kiszámíthatatlanok. A kitörések előrejelzésének kulcsa az, hogy nagyon hosszú ideig figyeljünk egy gejzírre., Yellowstone-ban a parkőrök és az amatőrök évtizedek óta gyűjtik a régi hívek és máshonnan származó rekordokat.
a kevésbé ellenőrzött el Tatio-nál a Manga csapata egy nagy gejzíret, az El Jefe-t tanulmányozta. 2012-ben átlagosan 132 másodpercenként tört ki a héten a kutatók. 2014-ben, amikor a tudósok visszatértek, átlagosan 105 másodpercenként tört ki. Ma már teljesen halott.
a gejzírek rövidek. Idővel a gejzírek megváltoztathatják tevékenységüket, mivel a hő és a víz a talajon keresztül áramlik., A víz általában szilícium-dioxidban gazdag ásványi anyagokat hordoz, amelyek a kitörési pont körül csúszós halmokként vagy teraszokként csapódnak ki a földre. Ezek az ásványi anyagok a föld alatti vezetékeket is feldarabolhatják, amelyeken keresztül a víz folyik, egyes gejzírek leállnak, mások pedig megfiatalodnak.
az időjárás megváltoztathatja a gejzír óraműjét. Némelyeket, mint például a Yellowstone-I százszorszép Gejzír, nagy vízmedencék fednek le; hideg, esős időben hosszabb ideig tart, amíg a felszíni víz eléri a forráspontot, és a gejzír kitör., A szél a kitörés gyakoriságát is megváltoztathatja, mivel az erős szél lehűti a felszíni vizeket és késlelteti a kitöréseket.
a kitörések között az Artemisia-hoz hasonló gejzírek a Yellowstone Nemzeti Parkban forró forrásoknak tűnnek. A forrás kezdetekor a víz gyakran túlcsordul a medence szélein.
hitel: REFMARINO (CC-BY-SA 4.0)
a földrengések a gejzír kitörések gyakoriságát is megváltoztathatják, még nagyon messze is. 2002-ben egy nagyság-7.,9 földrengés Alaszkában megváltoztatta a viselkedését néhány Yellowstone gejzírek, több mint 1,900 mérföldre van. Néhány órán belül a rengés, több kis meleg források tört vadonatúj ideiglenes szökőkutak, míg más több megalapozott gejzírek kezdett kitörő többé-kevésbé gyakran. “Feltehetően a szeizmikus hullámok áthaladása megváltoztatta azokat az útvonalakat, amelyeken a folyadékok mozogtak” – mondja Manga. “Vicces dolgok történhetnek a Földön.”
a gejzír vulkánok?
No. A gejzírek inkább vizet és gőzt eresztenek ki, mint a vulkánból kilépő sziklát és hamut., A gejzírek fizikailag is sokkal kisebbek, mint a vulkánok,és gyakrabban törnek ki. Ennek ellenére sok folyamat hasonló, a gejzírek mérése segíthet a tudósoknak megérteni a vulkánok egyes aspektusait-mondja Manga. Például annak tanulmányozása, hogy milyen nagynak kell lennie egy föld alatti üregnek, mielőtt egy gejzírforma megvilágítaná a földalatti magmakamrák és a vulkánkitörések közötti kapcsolatot.
Ez a gejzíreket kis természetes laboratóriumokká teszi az eruptív folyamatok feltárására, mint például a vulkánoknál., A szeizmológusok apró zümmögéseket követtek a Földön, amelyek a gejzírekből származnak, mielőtt egy robbanásban elengednék őket. A rengések valószínűleg a föld alatti víztározóban gyorsan növekvő és összeomló buborékokból származnak. Az utóbbi években a tudósok dokumentáltak kis szeizmikus zümmögéseket, amelyeket “előjátéknak” neveznek, ami gyakran azt jelzi, hogy nagyobb kitörés van úton. Az előjáték nyilvánvalóan a gejzír felrobbantását idézi elő., A vulkánoknál nincs hasonló előjáték, de a gejzír kitörése előtt felmerülő jelek megértése segíthet a kutatóknak kreatívabban gondolkodni arról, hogy mit kell keresni a vulkánokon.
vannak gejzírek a Földön kívüli világokon?
Igen. A Neptunusz holdja, a Triton és a Szaturnusz holdja, az Enceladus is időnként szilárd anyagok és gázok keverékét ereszti ki jeges felszínéről. A Tritonon úgy tűnik, hogy az energiaforrás napfény esik a felszínre, és felülről melegíti, esetleg nitrogénből készült fúvókákat képezve., Az Enceladuson a Szaturnusz gravitációs vonzása által okozott árapályok a külső jéghéjat hajlítják, hasadékokat képezve. Planetáris tudósok szerint az anyag permetezés az űrbe, az Enceladus származik eltemetve óceán, olyan jövőbeni szondák lehet tudni repülni keresztül közvetlenül valamelyik gejzírek, kóstoló a kémiai jelek az élet, mélyen a hold.
ami a gejzíreket nemcsak a föld turisztikai csodájává teszi, hanem egy lehetséges módja annak, hogy felfedezzék az életet más, távoli világokon.