If you’ve been to Yellowstone National Park, you’ve surely seen one of the world’s most famous geisers. Cerca de uma hora a uma hora e meia, o velho fiel atira uma enorme pluma de água quente e vapor para o ar. Multidões de turistas carregados de câmera nadam a uma distância segura — a água pode ser uma formação de 200 graus Fahrenheit (cerca de 95 Graus Celsius) e o vapor mais de 350 graus F (175 graus C).os cientistas também se juntaram a antigos fiéis., Suas explosões confiáveis fornecem um laboratório natural para estudar como a água fervendo jatos para fora do solo e para o ar. Em um livro de memórias na revisão anual de 2017 das Ciências da terra e Planetária, a geofísica Susan Kieffer lembra como uma fotografia de Ansel Adams de Old Faithful a inspirou a embalar seu filho de 9 anos em um Volkswagen camper e partir para Yellowstone em 1976. Em um mês de filmagens de Old Faithful, ela preparou o palco para a compreensão moderna de como água aquecida e vapor, interagindo em câmaras subterrâneas, alimentar as erupções do gêiser.,
Talvez o mais famoso geyser no Parque Nacional de Yellowstone, Old Faithful envia milhares de litros de água fervente e vapor entre 100 e 200 metros em direção ao céu com cada erupção. Suas erupções são frequentes, mas nada para ajustar seu relógio, com o tempo entre as breves explosões oscilando entre uma hora e quase duas.,
de CRÉDITO: TOM SIEGFRIED (CC-BY-SA)
Hoje, os pesquisadores têm estudado não só de Yellowstone gêiseres — que respondem por cerca de metade do total mundial, mas centenas de outros em todo o mundo. Eles incluem grupos de gêiseres em lugares como Islândia, Vale dos Gêiseres da Rússia e Ilha Norte da Nova Zelândia. Os cientistas despejaram tinta colorida pela garganta dos gêisers para ver quanto tempo leva a cor para limpar, e pepperaram o terreno próximo com sismómetros para ouvir rumores subterrâneos antes de cada explosão.,tais estudos estão agora revelando a complexa física por trás dos géiseres, dois geocientistas escrevem na revisão anual de 2017 das Ciências da terra e Planetária.
É preciso uma rara combinação de cavidades subterrâneas e nascentes de água quente, alimentado por energia geotérmica, para criar essas magníficas fontes naturais, dizer Saul, Hurwitz do US Geological Survey, em Menlo Park, Califórnia, e Michael Mangá, da Universidade da Califórnia, Berkeley., Aqui está um olhar para o que impulsiona essas erupções raras e fascinantes, e o que os pesquisadores estão aprendendo sobre por que as erupções terminam, mudam seu tempo e às vezes desaparecem completamente. Os gêiseres também podem fornecer pistas sobre o quão grandes e perigosos vulcões operam-e até nos falar sobre os processos planetários em outros mundos.
o que é um gêiser?um gêiser é qualquer fonte quente que ocasionalmente irrompe uma combinação de água turbulenta e vapor. Isso significa que os gêisers requerem reabastecimento constante de calor e água., Assim, a maioria é encontrada em áreas vulcanicamente ativas, que fornecem calor a partir de baixo, e em lugares com muita chuva ou queda de neve para fornecer a água. Muitos gêisers aparecem em grupos conhecidos como campos gêiseres, onde a erupção de um gêiser em particular pode afetar o comportamento de outros próximos — tornando-os mais erráticos, por exemplo, ou menos freqüentes.os géiseres também requerem cavidades subterrâneas onde a água, o vapor e a pressão podem acumular-se. Sem tais vazios, a água simplesmente ardia silenciosamente e consistentemente numa fonte quente., Os vazios enterrados permitem que fluido e gás se acumulem ao longo do tempo, configurando a complexa interação entre pressão e temperatura que resulta em uma descarga repentina e turbulenta.
de Ebulição abaixo: A subterrânea de canalização de gêiseres varia bastante de lugar para lugar, como nesta comparação, da Nova Zelândia (esquerda) e Wyoming (direita)., Todos, no entanto, são fornecidos por água recarregada durante a chuva, e por uma fonte de calor geotérmico profundo que aumenta a temperatura da água e transforma-a em vapor e um derrame de água. As fumarolas, em contrapartida, apenas libertam vapor e outros gases; as piscinas de primavera quente são aquecidas pela energia geotérmica, mas não têm o efeito dos gêisers. (Não à escala).
Crédito: S. HURWITZ e M., MANGA / ANNUAL REVIEW OF EARTH AND PLANETARY SCIENCES 2017ADAPTED BY DOUG BECKNER/KNOWABLE MAGAZINE
a maioria dos gêiseres atingem alturas de alguns pés até dezenas de pés. O barco a vapor de Yellowstone geyser — o maior do mundo-entra regularmente em erupção a uma altura de cerca de 375 pés.o que faz um gêiser entrar em erupção?
a água percolada de cima é aquecida pelo calor geotérmico de baixo, formando vapor pressurizado numa cavidade subterrânea., A alta pressão faz com que a água se torne superaquecida acima de seu ponto de ebulição habitual de 212 graus F (100 graus C). Quando a água tem a chance de expandir-se, por exemplo, vazando para fora da abertura do gêiser, a pressão cai imediatamente, permitindo que a água sobreot ferva. Quase imediatamente a água profunda se transforma em vapor, que se expande rápida e violentamente e empurra toda a mistura água-vapor para o ar como uma erupção.,
o químico alemão Robert Bunsen (da Fama do Bunsen-queimador) descobriu esta relação entre pressão e pontos de ebulição em 1846 depois de colocar um termômetro para baixo Geysir, o gêiser no sul Da islândia a partir do qual o fenômeno recebe o seu nome, significando “spout” ou “para correr para a frente.”
desde então, os cientistas têm conduzido outros experimentos, tais como colocar corante em antigos fiéis para traçar quanto tempo a cor duraria através de uma série de erupções., Esse trabalho, em 1963, mostrou que foram precisas mais de 24 erupções para o gêiser limpar, sugerindo que a cavidade subterrânea do Old Faithful continha muito mais fluido do que a quantidade ejetada em cada explosão.em pesquisas mais recentes, mangá e seus colegas trabalharam em um campo Géiser no Chile conhecido como El Tatio, com cerca de 14.000 pés de altura no deserto de Atacama. Em elevações tão altas, a água ferve a uma temperatura mais baixa, por isso é necessário menos calor geotérmico para produzir um gêiser., Os turistas chegam ao amanhecer para assistir às plumas de vapor viscosas condensando no ar frígido e, quando têm sorte, uma erupção espetacular contra o fundo montanhoso.
El Tatio geyser campo (foto) fica na cordilheira dos Andes, e é o lar de cerca de 80 gêiseres ativos.crédito: DIEGO DELSO, DELSO.,Foto (CC-BY-SA)
a equipa do Manga instalou instrumentos para medir a pressão e a temperatura a diferentes profundidades no campo de Geiser, bem como a actividade sísmica e a deslocação do solo. “Podemos confirmar que as ideias de Bunsen estão corretas-que as erupções começam quando a ebulição começa no topo da coluna de água”, diz Manga. “E também podemos responder a perguntas como, por que as erupções acabam?”A resposta, que seu grupo encontrou nos últimos anos, é que os géiseres acabam quando ficam sem vapor que vem de profundidades maiores.,a exploração geotérmica matou muitos campos de geyser em lugares como Nevada e Nova Zelândia. Ao entrar em fontes subterrâneas de calor — principalmente a partir do decaimento radioativo de elementos na crosta do planeta — para extrair energia, as empresas removeram o calor que alimentava géiseres lá.
muitos gêiseres na Nova Zelândia Whakarewarewa Geotérmica Vale primavera a partir de um comum fissuras profundas na Terra., A atividade do gêiser no vale, que tem sido o lar de uma comunidade Maori por mais de 500 anos, declinou no século passado. Na década de 1980, enchendo poços de água mais próximos dos géisers reviveu alguns mas não todos os géisers do Vale.
CREDIT: WIKIMEDIA COMMONS
Why is geyser behavior so hard to predict?
alguns gêisers são tão regulares quanto clockwork, enquanto outros são erráticos. A chave para prever erupções é observar um gêiser por muito tempo., Em Yellowstone, guardas florestais e amadores reuniram registros em Old Faithful e em outros lugares que remontam décadas atrás.a equipe de Manga estudou um grande gêiser chamado El Jefe. Em 2012, entrou em erupção em média a cada 132 segundos durante a semana em que os pesquisadores estavam lá. Em 2014, quando os cientistas retornaram, estava em erupção uma média de 105 segundos. Hoje está completamente morto.os géiseres são efémeros. Ao longo do tempo, os gêiseres podem mudar a sua actividade devido à forma como o calor e a água fluem através do solo., A água geralmente transporta minerais ricos em sílica, que precipitam no solo como montes escorregadios ou terraços em torno do ponto de erupção. Esses minerais também podem afundar os conduítes subterrâneos através dos quais a água está fluindo, fazendo com que alguns géiseres se desliguem e outros rejuvenescam.o tempo pode alterar o relógio de um Géiser. Alguns, como o gêiser-Margarida de Yellowstone, são cobertos por grandes piscinas de água; em tempo frio e chuvoso demora mais tempo para a água da superfície atingir a ebulição e o gêiser entrar em erupção., O vento também pode mudar a frequência de erupção, uma vez que os ventos fortes arrefecem as águas superficiais e atrasam as erupções.
Entre as erupções, gêiseres, como Artemisia no Parque Nacional de Yellowstone olhar como hot springs. À medida que a ebulição começa, a água muitas vezes transborda as bordas da piscina.
crédito: REFMARINO (CC-BY-SA 4.0)
sismos também podem alterar a frequência de erupções geyser, mesmo de muito longe. Em 2002, uma magnitude-7.,9 terremoto no Alasca mudou o comportamento de alguns dos gêisers de Yellowstone, a mais de 1.600 quilômetros de distância. Poucas horas depois do terremoto, várias pequenas fontes termais explodiram em novas fontes temporárias, enquanto outros géiseres mais estabelecidos começaram a entrar em erupção com mais ou menos frequência. “Presumivelmente a passagem das ondas sísmicas mudou as vias através das quais os fluidos se moviam”, diz Manga. “Coisas engraçadas podem acontecer na Terra.”
são vulcões géisers?
No. Os géiseres irrompem água e vapor em vez das rochas e cinzas que saem de um vulcão., Os gêiseres também são fisicamente muito menores que os vulcões, e entram em erupção com mais frequência. Ainda assim, muitos dos processos são semelhantes, e medições de gêiseres podem ajudar os cientistas a entender alguns aspectos dos vulcões, diz Manga. Por exemplo, estudar o tamanho de uma cavidade subterrânea antes que uma forma de gêiser possa ajudar a iluminar a relação entre câmaras de magma subterrâneas e erupções vulcânicas.isso faz dos géiseres pequenos laboratórios naturais para explorar processos eruptivos, como os vulcões., Os sismólogos detectaram pequenas migalhas no solo que emanam dos géisers antes de se soltarem numa explosão. Os tremores provavelmente vêm de bolhas crescendo rapidamente e colapsando dentro do reservatório subterrâneo. Nos últimos anos, os cientistas documentaram pequenos tumultos sísmicos a que chamam “preplay”, que muitas vezes indicam que uma erupção maior está a caminho. O pré-jogo aparentemente prime o gêiser a soprar., Não há preplay semelhante em vulcões, mas compreender os sinais que surgem antes de uma erupção de gêiser pode ajudar os pesquisadores a pensar mais criativamente sobre o que procurar vulcões.existem géiseres em mundos além da Terra?sim. A lua de Netuno, Tritão, e a lua de Saturno, Encélado, ocasionalmente, irrompem misturas de sólidos e gás de suas superfícies geladas. Em Triton, a fonte de energia parece ser a luz solar caindo sobre a superfície e aquecendo-a de cima, formando jatos possivelmente feitos de nitrogênio., Em Encélado, as marés causadas pela força gravitacional de Saturno fazem com que a camada de gelo exterior flecta, formando fendas. Os cientistas planetários acham que o material que pulveriza o espaço de Encélado vem de um oceano enterrado, para que qualquer sonda futura possa voar directamente através de um desses géisers, provando sinais químicos de vida das profundezas da lua.o que faz dos géiseres não só uma maravilha turística na Terra, mas uma maneira possível de explorar a vida em outros mundos distantes.
