Гейзеры встречаются редко. Чтобы они образовались, нужны сразу несколько условий: подземное тепло, вода и система трещин или каналов, где может нагнетаться давление. Поэтому крупные гейзерные районы расположены в зонах вулканической активности — на Камчатке, в Исландии, Йеллоустоне, Новой Зеландии и Чили. Рассказываем о том, как работают гейзеры и что они выбрасывают в воздух.
Гейзер выбрасывает горячую воду и пар. Иногда вместе с ними наружу выходят минеральные частицы и осадки.
Вода в гейзере горячая из-за подземного тепла. Обычно оно связано с магмой или с тем, что порода в районах вулканической активности нагревается.
Извержение запускается давлением. Вода перегревается в глубине, превращается в пар и выталкивает столб воды наружу.
Самые известные гейзеры находятся в Йеллоустоне (США), Исландии, Новой Зеландии и Долине гейзеров на Камчатке.
Что такое гейзер
Гейзер — это горячий источник, который периодически выбрасывает фонтаны горячей воды и пара. Само слово связано с исландским geysir — «хлынуть», «извергаться». Название стало международным благодаря исландскому Гейсиру, одному из самых известных горячих источников в долине Хёйкадалюр.
Активность любого гейзера — это повторяющийся цикл. Сначала источник находится в покое, затем подземная полость и канал заполняются водой, после этого начинается выброс пароводяной смеси. Когда давление падает и часть воды выходит наружу, извержение прекращается, а система снова постепенно наполняется.
Внешне гейзеры отличаются. Одни выглядят как небольшие чаши или углубления в грунте, другие окружены минеральными отложениями и напоминают низкие конусы, купола или котловины. Вокруг отверстия часто образуется гейзерит — кремнистая порода, которая откладывается из горячей минерализованной воды.
Гейзер важно отличать от горячего источника. Горячий источник — это место, где вода постоянно вытекает на поверхность. У гейзера есть период покоя и период извержения.
Что выбрасывают гейзеры в воздух из недр
Гейзер выбрасывает в воздух прежде всего горячую воду и водяной пар, которые могут выглядеть как струя воды, широкий и объемный столб кипятка или густое облако пара.
Вода в гейзерах обычно содержит растворенные минералы. В ней могут быть соединения натрия, хлора, гидрокарбонаты и кремнезем. Когда вода выходит на поверхность и остывает, часть веществ оседает вокруг канала. Так постепенно формируются светлые минеральные отложения.
Иногда вместе с водой наружу могут выноситься:
мелкие частицы породы;
глинистый или кремнистый осадок;
песок;
грязевые массы, если гейзер связан с грязевыми котлами или разрушенными породами;
газы, растворенные в горячей воде.
Но гейзер не выбрасывает лаву или магму. Магма может быть источником тепла глубоко под землей, но на поверхность при работе гейзера выходят вода, пар и минеральные примеси.
Сила выброса зависит от строения подземной системы. Если канал узкий, длинный и хорошо удерживает давление, фонтан может быть высоким. Если система широкая или давление быстро рассеивается, извержение будет ниже и спокойнее.
Как образуются гейзеры и почему они горячие
Для образования гейзера нужны три условия.
1. Источник тепла. Обычно это горячие породы или магматический очаг на сравнительно небольшой глубине. Именно поэтому гейзеры чаще встречаются в вулканических районах.
2. Вода. Чаще всего это дождевая или талая вода, которая просачивается через трещины в грунте и уходит глубоко вниз. Там она нагревается от пород и постепенно возвращается к поверхности.
3. Сложная система подземных каналов. Простого отверстия в земле недостаточно. Вода должна задерживаться в глубине, накапливаться, нагреваться и находиться под давлением. Если канал слишком широкий, пар выйдет спокойно, и фонтана не будет.
Механизм работы можно представить так. Вода уходит вниз по трещинам и нагревается. На глубине давление выше, чем у поверхности, поэтому жидкость нагревается, но не закипает сразу. Когда часть воды в верхних слоях начинает кипеть, давление в системе меняется. В глубине жидкость резко превращается в пар, объем увеличивается, и пар выталкивает водяной столб вверх.
После выброса давление падает, часть воды и пара выходит наружу, а канал снова начинает заполняться.
Периодичность извержений у разных гейзеров сильно отличается. Одни выбрасывают воду каждые несколько минут, другие — через часы, дни или даже годы. Это зависит от температуры пород, притока воды, формы каналов, глубины полости и минеральных отложений внутри системы.
Где расположены самые известные гейзеры
Гейзеры встречаются в районах с высокой вулканической активностью.
Йеллоустон, США
Йеллоустонский национальный парк — один из главных гейзерных районов планеты. По данным Службы национальных парков США, в Йеллоустоне находится около 500 гейзеров.
Самый известный гейзер парка — Старый Служака (Олд Фейтфул). Его обнаружили в 1870 году. Извержение обычно длится от 1,5 до 5 минут, а столб воды поднимается примерно на 32—56 м. Интервалы между извержениями могут различаться: чаще всего они составляют около 45—125 минут.
Исландия
Исландия тесно связана с самим словом «гейзер». В долине Хёйкадалюр находится Гейсир, или Большой Гейзер. Именно от его названия произошло международное обозначение таких источников.
Гейсир извергается нерегулярно, выбрасывая струи воды и горячего пара на высоту до 60 м. Рядом расположен Строккюр. Он гораздо активнее и выбрасывает воду каждые 3—6 минут на высоту до 30 метров , поэтому именно его чаще всего видят туристы.
Долина гейзеров на Камчатке, Россия
Долина гейзеров находится в Кроноцком государственном заповеднике на Камчатке. Это глубокий каньон реки Гейзерной, где сосредоточены гейзеры, горячие источники, паровые струи, грязевые котлы, термальные площадки, водопады и озера. По данным Кроноцкого заповедника, это одно из крупнейших гейзерных полей мира.
Долину открыли в 1941 году геолог Татьяна Устинова и проводник Анисифор Крупенин. До этого гейзеры на азиатском континенте не были известны. Сейчас территория находится под строгой охраной: самостоятельный доступ ограничен, а туристические маршруты регулируются, чтобы снизить нагрузку на уязвимую экосистему.
Один из самых известных камчатских гейзеров — Великан. Он выбрасывает мощные струи воды и пара и считается одним из символов Долины гейзеров. После крупного селя 2007 года часть долины изменилась, некоторые источники были засыпаны или затоплены, но позднее природная система частично восстановилась.
Новая Зеландия
Новая Зеландия известна геотермальными районами Северного острова, особенно окрестностями Роторуа. Здесь встречаются горячие источники, грязевые котлы, паровые выходы и гейзеры.
Исторически самым мощным считался Уаимангу. Он действовал в начале XX века и выбрасывал около 800 тонн воды, камней и грязи на высоту до 457 метров. Сейчас Уаимангу неактивен.
Чили
В Чили находится гейзерное поле Эль-Татио. Оно расположено высоко в Андах, в пустыне Атакама, недалеко от границы с Боливией. Это один из самых известных высокогорных гейзерных районов мира и третье по величине геотермальное поле, которое уступает лишь Йеллоустоунскому и Камчатскому.
Вопросы и ответы
Ответили на вопросы об удивительном природном явлении.
Чем гейзер отличается от вулкана?
Вулкан выбрасывает магму, пепел, газы и обломки пород, а гейзер — горячую воду и пар. У них может быть общий источник тепла в глубине, но процессы разные. Гейзер относится к гидротермальным явлениям: в его работе главную роль играет подземная вода.
Почему гейзеры извергаются не постоянно?
Гейзеру нужно время, чтобы снова заполниться водой, нагреть ее и накопить давление. После выброса часть воды и пара выходит наружу, давление падает, и система возвращается в стадию покоя. Поэтому извержения идут циклами.
Почему вокруг гейзеров бывают белые или светлые отложения?
Горячая вода несет растворенные минералы, в том числе кремнезем. Когда вода выходит наружу и остывает, минералы оседают вокруг канала. Так образуется гейзерит — плотная кремнистая порода, часто светлого цвета.
Может ли гейзер исчезнуть?
Да. Гейзер зависит от подземных каналов, воды и тепла. Если землетрясение, оползень, минеральные отложения или изменение уровня грунтовых вод нарушат эту систему, гейзер может иссякнуть и даже полностью прекратить существование.
