Geyser: definizione, tipi e teoria

Dopo aver letto questo articolo imparerai a conoscere: - 1. Definizione dei geyser 2. Tipi di geyser 3. Teoria dell'eruzione del geyser.

Definizione di Geyser:

Un geyser è una sorgente calda caratterizzata da una scarica intermittente di acqua espulsa come un'eruzione turbolenta che è accompagnata da una fase di vapore. I geyser sono come sorgenti calde, che periodicamente eruttano fontane di acqua bollente e vapore. La maggior parte dei geyser del mondo sono associati a regioni di attività vulcanica, le regioni che forniscono il calore necessario per far bollire le acque sotterranee poco profonde.

In generale, i geyser associati ai vulcanici hanno bisogno di tre requisiti: una fonte interna di calore per riscaldare le acque sotterranee in uno spazio limitato, un condotto, ovvero un percorso naturale che è quasi stagno e resistente alla pressione e acqua notevole pompata per mantenere il geyser in eruzione.

Dal momento che i geyser necessitano di un grande volume di acqua calda, che inizia come acqua superficiale fredda, c'è bisogno di una forte fonte di calore sotto il bacino del geyser. L'unica possibile fonte di calore è l'attività vulcanica. Il calore entra nell'acqua come segue.

L'acqua fredda dalla superficie scorre lentamente attraverso le rocce sottoterra. Alla fine raggiunge una profondità di circa 4500 a 5000 m sotto la superficie. Poiché i campi di geyser sono in aree vulcaniche, le rocce a tali profondità sono molto calde. L'acqua viene riscaldata dal suo contatto con le rocce molto calde e diventa calda come circa 340 ° C.

A questa alta temperatura l'acqua rimane allo stato liquido (invece di vaporizzarsi a vapore) perché è sotto pressione di confinamento molto alta dalle rocce e dall'acqua che sta sopra. Questa acqua molto calda percola attraverso una rete di fessure sotterranee che formano un sistema idraulico, portando a una stretta restringimento vicino alla superficie.

L'acqua già raccolta sopra la costrizione agisce come un coperchio che aiuta a mantenere la pressione sull'acqua bollente sottostante. Quando finalmente il geyser esplode, si comporta come una pentola a pressione senza valvola di sfogo e si spegne dal coperchio sparando verso il cielo.

I geyser sono in realtà rari e circa 1000 geyser sono conosciuti sul pianeta. I grandi geyser del mondo si trovano in Islanda, Nuova Zelanda e Parco Nazionale di Yellowstone, nel Wyoming, che ospita il famoso geyser Old Faithful.

La durata di un'eruzione di un geyser, vale a dire quanto dura l'eruzione, dipende da molti fattori, ma in primo luogo dipende dalla grandezza del sistema idraulico di un geyser. La maggior parte dei geyser, grandi e piccoli, giocano solo per pochi minuti, ma alcuni hanno durate diverse o raramente anche pochi giorni.

Dopo che un'eruzione è terminata, un geyser ripete l'intero processo di recupero durante un intervallo di silenzio. Ogni geyser ha il proprio sistema idraulico unico. Alcuni si ricaricano in pochi minuti mentre altri possono richiedere mesi.

Esplosioni di vapore:

L'acqua è un ottimo esplosivo. Solo un litro di acqua liquida completamente bollita produrrà 1500 litri di vapore. Questo potenziale esplosivo esiste solo quando l'acqua viene mantenuta surriscaldata e sotto pressione di confinamento. Una tale situazione può esistere all'interno di cavità sotterranee all'interno di sistemi geyser.

Un'eruzione ordinaria soddisfa l'aumento di pressione causato dall'acqua bollente in un geyser. Ma a volte la pressione è troppo alta per resistere alla roccia che convoglia l'impianto idraulico. Quando si rompe, il geyser esplode a parte lasciandosi dietro un cratere. Un'enorme massa di vapore è esplosa in modo esplosivo.

Pentole di fango:

Le pentole di fango sono fumarole che sono annegate sotto l'acqua superficiale, che impedisce al vapore e agli altri gas di sfuggire direttamente nell'atmosfera. L'idrogeno solforato viene ossidato nell'acqua dalle reazioni chimiche e dai batteri per formare acido solforico.

La soluzione acida può attaccare il rivestimento roccioso del cratere a molla calda. La roccia distintiva crea l'argilla bagnata del vaso di fango. La fumarola sotto il fango è sempre lì e fa le bolle di vapore che causano l'azione di ebollizione e scoppio della pentola di fango.

Tipi di geyser:

Tutti i geyser attraversano lo stesso processo di eruzione di base, ma a causa delle differenze nella struttura superficiale vicina dei loro sistemi idraulici, le eruzioni del geyser si presentano nelle seguenti tre forme, vale a dire:

(a) Geyser di tipo a cono

(b) geyser tipo fontana

(a) Geyser di tipo a cono:

I geyser per lo più conosciuti appartengono a questo tipo. Questi hanno spesso un cono di geyserite al livello del suolo. Appena sotto il terreno c'è una costrizione molto stretta.

Questi geyser spruzzano spesso un po 'd'acqua durante l'intervallo di calma tra le eruzioni. A causa del costante bagnamento dei coni vengono creati per un periodo di anni. La piccola apertura si comporta come un ugello quando si verifica un'eruzione. Questi geyser proiettano potenti getti d'acqua a grandi altezze.

(b) geyser tipo fontana:

Questi geyser hanno un cratere aperto in superficie. Questo cratere è pieno d'acqua prima o durante un'eruzione. Poiché il vapore in eruzione deve salire attraverso la pozza d'acqua, l'azione del geyser diventa più debole rispetto a un geyser a cono. Quando il vapore bolle attraverso la piscina, si producono spruzzi separati che portano a scoppi o eruzioni di spruzzo.

(c) molle doccia a bolle:

Le molle doccia a bolle subiscono intermittenti epizodi di vigorosa bollitura superficiale dovuta all'aumento dell'acqua surriscaldata che li fa apparire come dei geyser. Tuttavia, nessuna fase del vapore può essere vista salire sulla superficie della piscina. Questi sono di dimensioni relativamente piccole, le eruzioni raggiungono talvolta da 10 a 20 cm. alta.

L'eruzione di un geyser è generalmente preceduta da brontolii e violenta ebollizione. L'acqua scorre sopra la bocca. Molto presto si vedono colonne basse di acqua di lancio. Questi sono seguiti da potenti getti che sparano a decine di metri in aria.

Teoria dell'eruzione del geyser:

Una teoria dell'eruzione del geyser basata sulle osservazioni di Bunsen è generalmente accettata. La teoria si basa su studi fatti da Bunsen sui geyser islandesi. Si basa sul fatto che il punto di ebollizione dell'acqua aumenta con la pressione.

La temperatura al punto di ebollizione a livello del mare è 100 ° C dove la pressione dell'acqua è 1 Atmosfera o circa 98, 1 kN / nr (Una colonna d'acqua alta 10 m ha una pressione di 1 atmosfera). A maggiori profondità aumenta la pressione e di conseguenza si alza anche il punto di ebollizione dell'acqua.

Si può notare che l'acqua calda generata da un geyser è per lo più l'acqua piovana che è penetrata nel terreno e questa acqua è stata riscaldata dalle lava molto calde sulle rocce calde ignee. È anche possibile che parte del vapore e di altri gas provengano dal magma.

Se ora l'acqua penetra in una fessura o in un tubo e diventa calda con la profondità assorbendo gas caldi o dal suo contatto con le rocce calde, può ancora rimanere allo stato liquido anche se la sua temperatura è superiore a 100 ° C, che è il punto di ebollizione di acqua al livello del mare.

È ancora allo stato liquido a causa della pressione alta prevalente. Mentre l'acqua ad alta pressione continua ad entrare nel tubo, alla fine fluirà verso la superficie. Ciò porterà l'acqua presente sotto a fluire nel tubo per prendere il posto dell'acqua che si è sollevata.

Se la temperatura dovesse salire a tale livello, in modo che all'acqua ad alta pressione si cambi vapore ad alta pressione. Questo vapore ad alta pressione spinge la colonna d'acqua mescolando con essa. Questa miscela di vapore e acqua erutta dallo sfiato.