Главная            О проекте            Карта сайта            Обновления            Ссылки

Загадка гейзеров

Гейзеры – это одно из чудес природы. Вначале в мире было 3 самых лучших места для наблюдения за ними. В Новой Зеландии на остове Северный, в национальном парке Йеллоустоун (США) и в Исландии. Именно исландцы назвали вырывающиеся из земли фонтаны кипящей воды и пара словом geysa (хлынуть). Отсюда и пошло название "гейзер".

В 1941 году на Камчатке была обнаружена целая долина гейзеров недалеко от подножия вулкана Кихпиныч. Таким образом, на планете стало 4 места, где наиболее ярко проявляют себя кипящие фонтаны, извергающиеся из земных недр.

Люди возле гейзера

Почему гейзеры извергаются периодично?

Следует сказать, что загадка гейзеров неразрывно связана с периодичностью их извержения. К примеру, в Исландии есть гейзер, который называется Прыгающей Ведьмой. С интервалом в 2 часа он выбрасывает на высоту до 15 метров кипящий фонтан. У других аналогичных фонтанов периодичность извержений может варьироваться в пределах от нескольких минут до часов и даже дней.

Так в Йеллоустонском парке гейзер Гигант выбрасывает пар и кипящую воду на высоту 40 метров каждые 3 дня. А аналогичный фонтан Старый Служака выстреливает кипятком из земных недр каждые 70 минут. По некоторым таким фонтанам можно сверять часы, так как интервал между выбросами не превышает минуту.

Вот именно эта поразительная периодичность и не давала учёным покоя во все времена. Ещё в начале XIX века была создана первая умозрительная модель гейзера. Учёные предполагали, что глубоко под землёй есть большая пещера, заполненная горячими подземными водами. Есть также узкий канал, по которому перегретый пар выходит на земную поверхность. А подземное тепло дают пласты магмы, лежащие на небольшой глубине. Но почему вскипание воды происходит периодами?

Важное наблюдение было сделано в 1836 году. С помощью специальных методов было установлено, что температура в канале Большого гейзера Исландии с глубинной увеличивается. Но самое любопытное заключалось в том, что на большой глубине вода имела температуру более 100 градусов по Цельсию, но при этом не кипела.

Однако для физиков это было вовсе не сюрпризом. Они давным давно доказали, что температура кипения воды зависит в первую очередь от давления. Например, чтобы вода закипела при давлении, превышающем атмосферное в 5 раз, её нужно нагреть до 150 градусов по Цельсию. А вот при низком давлении вода закипает даже при комнатной температуре.


Принцип работы гейзера

Опираясь на природный механизм зависимости температуры кипения от давления, учёные разработали модель работы гейзера. Выглядит она так: в земле существует длинный вертикальный узкий канал. Он наполнятся грунтовыми водами. При этом чем глубже слой воды, тем больше в нём давление. Воду нагревает геотермальное тепло. Её температура в нижних слоях канала подходит к температуре кипения и, в конце концов, превышает её.

Вскипающий слой воды начинает толкать вверх воду, которая находится выше. Давление в ней падает, и верхние слои в свою очередь также начинают закипать. Так развивается лавинообразный процесс, в результате которого вся вода в подземном вертикальном канале очень быстро превращается в кипяток и пар. Гейзер извергает своё кипящее содержимое на землю и вновь начинает заполняться холодными грунтовыми водами.

Согласно данной гипотезе, загадка гейзеров объясняется вполне логично. А периодичность извержения зависит от ширины и конфигурации подземного канала, а также от скорости его заполнения грунтовыми водами. Немалое значение имеет и близость источника тепла, который должен нагреть водную массу и запустить процесс парообразования.

Но хотя данная схема выглядит вполне привлекательно, пока ещё никто не смог доказать её правильность. Для этого нужно построить рукотворную модель, полностью соответствующую по своим параметрам природному эквиваленту. Этого не сделано по сей день, а поэтому гейзеры продолжают хранить свою загадку и по праву считаются настоящим чудом природы.

Валерий Лапшин