Gejzer

Nazwa gejzer pochodzi od islandzkiego słowa gjose^[1], które oznacza „tryskać, wybuchać”^[2] . Rozpowszechniła się za sprawą nazwy islandzkiego gejzeru – Geysir, który nazywany był tak od 1647 roku^[3] .

Gejzer to gorące źródło występujące na obszarach czynnej lub niedawno wygasłej aktywności wulkanicznej, które okresowo wyrzuca słup wody gruntowej ogrzanej przez gorące gazy pochodzenia wulkanicznego oraz parę wodną^[2] . Wody gejzerów zawierają rozpuszczone substancje mineralne, które się osadzają w ich otoczeniu, m.in. gejzeryt (rodzaj martwicy krzemionkowej) czy aragonit^[2] .

Wybuch islandzkiego gejzeru Strokkur (zaczynając w lewym górnym rogu zgodnie z ruchem wskazówek zegara): Para wodna wznosi się nad gorącą wodą Pulsująca woda zaczyna się wznosić Erupcja Wyrzucona w górę woda opada z powrotem do krateru

Pierwszą naukową teorię na temat przyczyn wybuchów gejzerów przedstawiał brytyjski geolog George Mackenzie (1780–1848)^[4]. Eksplozja miała następować wskutek ekspansywnej siły pary wodnej zgromadzonej w zbiorniku pod gejzerem^[4]. Teoria ta zdobyła popularność wśród niektórych badaczy^[4].

Pruski urzędnik Otto Ludwig Krug von Nidda (1810–1885), który w latach 30. XIX w. badał na Islandii złoża siarki^[5] , teoretyzował o kilku podziemnych odgałęzieniach, w których zbiera się para wodna, która w końcu wypycha wodę na powierzchnię poprzez otwór gejzeru, opróżniając zbiornik i znajdując ujście^[4]. E.T. Allen i A.L. Day uważali, że rozprężanie i sprężanie się pary wodnej w zbiorniku podziemnym powoduje ruch wody na powierzchni^[4].

Niemiecki fizyk Robert Bunsen (1811–1899) przedstawił teorię erupcji Geysiru, która tłumaczy mechanizm wybuchu gejzerów stożkowych^[4].

Współczesne badania przyczyniły się do lepszego zrozumienia mechanizmu aktywności gejzerów^[4]. Aktywność gejzerów związana jest z hydrologicznymi i termicznymi właściwościami wody i pary wodnej^[4].

Wybuch gejzeru powodowany jest nagłym uwolnieniem ciśnienia, które zatrzymuje prawie wrzącą wodę w głębokich, wąskich kanałach pod gejzerem^[2] . Gdy w kanałach zaczyna tworzyć się para wodna, gorąca woda ucieka przez krater gejzeru, a ciśnienie słupa wody pod gejzerem spada^[6] . Wtedy woda pod gejzerem zaczyna wrzeć i zamienia się w parę, wypychając więcej wody z przewodu i dalej obniżając ciśnienie^[6] . Ta reakcja trwa, dopóki gejzer nie wyczerpie zapasu wrzącej wody^[6] . Temperatura wrzenia wody rośnie wraz z ciśnieniem – na głębokości 30 metrów pod powierzchnią, temperatura wrzenia wynosi około 140 °C^[6] .

Wybuchy gejzerów mają miejsce regularnie, lecz z różną częstotliwością – od kilku minut do kilku lub kilkunastu godzin albo dni^[2] . Woda jest zazwyczaj wyrzucana do wysokości 30–60 m, a kłęby pary wodnej przekraczają niekiedy wysokość 300 m^[2] .

Wyróżnia się dwa typy gejzerów^[7]:

• fontannowe (fountain geysers, pool geysers) – wybuch następuje z niewielkiego zbiornika wodnego na powierzchni, najczęściej jest to seria gwałtownych i intensywnych wybuchów, które raczej ograniczają się do rozprysków i rozbryzgów^[8]. Większość gejzerów fontannowych jest niewielkich rozmiarów; wyjątki stanowią m.in. Grand Geyser, Great Fountain Geyser i Echinus Geyser na terenie Yellowstone^[8].
• stożkowe (cone geysers, columnar geysers) – wybuch następuje z małego stożka, który utworzył się z wytrącających się osadów, często w postaci wysokich strumieni wody^[9]. Gejzery stożkowe występują rzadko, należą do nich m.in. Old Faithful, Daisy Geyser i Riverside Geyser na terenie Yellowstone^[8].

Niektórzy do gejzerów zaliczają również gorące źródła typu bubble-shower spring, w których wybuch następuje w wyniku gwałtownego wrzenia wody na powierzchni zbiornika, a nie wskutek podziemnej działalności pary wodnej^[8]. Przykładem bubble-shower spring jest Crested Pool na terenie Yellowstone^[8].

Obserwuje się również podobne zjawiska zwane zimnymi gejzerami (ang. cold-water geysers), których mechanizm jest jednak inny – ich erupcje spowodowane są dwutlenkiem węgla a nie wynikiem działalności pary wodnej^[10]. Przykładem zimnego gejzeru jest gejzer w Andernach w Niemczech czy gejzer w Herľanach na Słowacji^[11].

Rodzaje gejzerów
Gejzer fontannowy (z lewej strony); Gejzer stożkowy (z prawej strony)

 

 

Gejzery są dość rzadkim zjawiskiem, wymagającym kombinacji szczególnych warunków: źródła ciepła, rezerwuaru wody, optymalnego ujścia oraz systemu kanałów doprowadzających wodę po erupcji^[1]. Na świecie występuje nie więcej niż 400 gejzerów^[1].

Najsłynniejsze miejsca występowania gejzerów na świecie to^[12]:

• Park Narodowy Yellowstone (Wyoming, USA) – gdzie znajduje się ok. 200 aktywnych gejzerów, w tym najpotężniejszy gejzer świata – Steamboat Geyser, który wyrzuca wodę na ponad 90 m w górę^[13] 
• Islandia – gdzie występuje ok. 40 aktywnych gejzerów
• Wyspa Północna (Nowa Zelandia) – gdzie znajduje się nieaktywny gejzer Waimangu, który był najpotężniejszym gejzerem na świecie
• Kamczatka (Rosja) – gdzie w Dolinie Gejzerów znajduje się ok. 100 aktywnych gejzerów
• Japonia – gejzery m.in. w Atami

Ponadto pojedyncze gejzery znajdują się w Chile, Meksyku, Indonezji, Chinach, na Azorach i na wyspach Pacyfiku, a także na wyspie Unmak na Alasce i w Basin and Range Province w zachodniej części USA^[12].

Zobacz galerię związaną z tematem: Gejzer

Zobacz hasło gejzer w Wikisłowniku

• fumarola
• solfatara
• mofeta
• kriowulkanizm
• zimny gejzer

• T. Scott Bryan: The Geysers of Yellowstone. University Press of Colorado, 2008. ISBN 978-1-60732-010-4. [dostęp 2020-10-31]. (ang.).
• Hanns Freydank: Krug von Nidda, Otto. W: Neue Deutsche Biographie. T. 13. 1982, s. 116–117. (niem.).
• Gejzer, [w:] Encyklopedia PWN [online], Wydawnictwo Naukowe PWN [dostęp 2020-10-31] .
• J. Alan Glennon, Rhonda M. Pfaff. The Operation and Geography of Carbon Dioxide-Driven, Cold-Water “Geysers”. „The GOSA Transactions”. IX, s. 184–192, 2004. University of California. (ang.). 
• Yellowstone National Park, [w:] Encyclopædia Britannica [dostęp 2020-10-31]  (ang.).
• John S. Rinehart: Geysers and Geothermal Energy. Springer Science & Business Media, 2012. ISBN 978-1-4612-6084-4. [dostęp 2020-10-31]. (ang.).
• geyser, [w:] Encyclopædia Britannica [dostęp 2020-10-31]  (ang.).
• Geysir, [w:] Encyclopædia Britannica [dostęp 2020-10-31]  (ang.).