Geisers: definitie, typen en theorie

Na het lezen van dit artikel zul je leren over: - 1. Definitie van geisers 2. Soorten geisers 3. Theorie van geiseruitbarsting.

Definitie van geisers:

Een geiser is een hete veer die wordt gekenmerkt door intermitterende afvoer van water dat wordt uitgestoten als een turbulente uitbarsting die gepaard gaat met een dampfase. Geisers zijn als hete bronnen, die regelmatig fonteinen van kokend water en stoom uitbarsten. De meerderheid van de geisers in de wereld worden geassocieerd met gebieden met vulkanische activiteit, de regio's die de nodige warmte leveren om ondiep grondwater te koken.

In het algemeen hebben vulkanische geassocieerde geisers drie vereisten nodig: een interne warmtebron om het grondwater in een beperkte ruimte te verwarmen, een kanaal, dat wil zeggen een natuurlijke weg die bijna waterdicht en drukdicht is en waar water wordt ingepompt om de geiser te laten uitbarsten.

Omdat geisers veel warm water nodig hebben, dat begint als koud oppervlaktewater, is er behoefte aan een sterke warmtebron onder het geiserbassin. De enige mogelijke bron van warmte is de vulkanische activiteit. De warmte komt als volgt in het water.

Het koude water van het oppervlak druppelt langzaam naar beneden door de rotsen onder de grond. Uiteindelijk bereikt het een diepte van ongeveer 4500 tot 5000 m onder het oppervlak. Omdat de geiservelden zich in vulkanische gebieden bevinden, zijn de rotsen op zulke diepten erg heet. Het water wordt verwarmd door het contact met de zeer hete rotsen en wordt zo heet als ongeveer 340 ° C.

Bij deze hoge temperatuur blijft het water in vloeibare toestand (in plaats van verdampen in stoom) omdat het onder zeer hoge begrenzende druk staat van de rotsen en het water dat daarboven ligt. Dit zeer hete water sijpelt door een netwerk van ondergrondse scheuren die een sanitair systeem vormen, wat leidt tot een nauwe vernauwing dichtbij het oppervlak.

Het water dat al boven de vernauwing is geplooid werkt als een deksel dat helpt om de druk op het kokende water eronder te handhaven. Wanneer de geiser uiteindelijk uitbarst, gedraagt ​​deze zich als een snelkookpan zonder een overdrukventiel en blaast hij van het deksel naar de hemel.

Geisers zijn eigenlijk zeldzaam en ongeveer 1000 geisers zijn bekend op de planeet. 'S Werelds grote geisers bevinden zich in IJsland, Nieuw-Zeeland en Yellowstone National Park, Wyoming, de thuisbasis van de beroemde Old Faithful geiser.

De duur van een uitbarsting van een geiser, dat wil zeggen hoe lang de uitbarsting duurt, hangt van veel factoren af, maar in de eerste plaats hangt het af van hoe groot het sanitairsysteem van een geiser is. De meeste geisers, grote en kleine spelen slechts een paar minuten, maar sommige hebben een duur van meerdere uren of zelden zelfs een paar dagen.

Nadat een uitbarsting is geëindigd, herhaalt een geiser het volledige herstelproces tijdens een rustig interval. Elke geiser heeft zijn eigen unieke leidingsysteem. Sommige worden binnen enkele minuten opnieuw gevuld, terwijl anderen maanden kunnen duren.

Steam Explosions:

Water is een uitstekend explosief. Een liter volledig gekookt vloeibaar water levert 1500 liter damp op. Dit explosieve potentieel bestaat alleen wanneer het water oververhit blijft en onder druk wordt gehouden. Zo'n situatie kan bestaan ​​in ondergrondse holtes in geysersystemen.

Een gewone uitbarsting herbergt de druktoename veroorzaakt door kokend water in een geiser. Maar soms is de druk te hoog voor de rotsbekleding van het sanitair om te weerstaan. Wanneer het breekt explodeert de geiser en laat een krater achter. Een enorme massa stoom is explosief losgebarsten.

Modderpotten:

Modderpotten zijn fumarolen die onder het oppervlaktewater verdrinken, waardoor de stoom en andere gassen niet rechtstreeks in de atmosfeer ontsnappen. Het waterstofsulfide wordt in het water geoxideerd door chemische reacties en door bacteriën om zwavelzuur te vormen.

De zure oplossing kan de rotsbekleding van de warmwaterbronkrater aantasten. De onderscheidende rots creëert de natte klei van de modderpot. De fumarole onder de modder is er altijd en het maakt de bellen van stoom die de kokende en barstende werking van de modderpot veroorzaken.

Soorten geisers:

Alle geisers ondergaan hetzelfde basisuitbarstingsproces, maar vanwege verschillen in de structuur van het nabije oppervlak van hun leidingsystemen komen de geiseruitbarstingen in de volgende drie vormen voor, namelijk:

(a) geisers van het kegeltype

(b) geisers van het fonteintype

(c) Bubbel douche veren

(a) geisers van het kegeltype:

De meest bekende geisers behoren tot dit type. Deze hebben vaak een geiserietkegel op het maaiveld. Net onder de grond is er een zeer smalle vernauwing.

Deze geisers sproeien vaak een beetje water tijdens de stille periode tussen uitbarstingen. Als gevolg van constante bevochtiging worden kegels gedurende een periode van jaren gecreëerd. De kleine opening werkt als een mondstuk wanneer er een uitbarsting optreedt. Deze geisers zijn krachtige waterstralen naar grote hoogten.

(b) geisers van het fonteintype:

Deze geisers hebben een open krater aan het oppervlak. Deze krater is gevuld met water voor of tijdens een uitbarsting. Aangezien de uitbarstende stoom door de waterpool moet stijgen, wordt de werking van de geiser zwakker dan in een geiser van het conustype. Terwijl de stoom door het zwembad borrelt, worden afzonderlijke spatten geproduceerd die tot uitbarsting of sproeiuitbarsting leiden.

(c) Bubbelouches:

Bubbel douche veren ondergaan afwisselende epizoden van krachtig oppervlak koken als gevolg van snel stijgend oververhit water waardoor ze eruit zien als geisers. Er is echter geen dampfase te zien die naar het oppervlak van het zwembad stijgt. Deze zijn relatief klein van formaat, de uitbarstingen bereiken soms 10 tot 20 centimeter. hoog.

De uitbarsting van een geiser wordt meestal voorafgegaan door gerommel en gewelddadig koken. Het water stroomt over de bovenkant van de ventilatieopening. Al snel worden lage kolommen spuugend water gezien. Deze worden gevolgd door krachtige stralen die tientallen meters hoog in de lucht schieten.

Theorie van geiseruitbarsting:

Een theorie van geiseruitbarsting op basis van de waarnemingen van Bunsen wordt algemeen aanvaard. De theorie is gebaseerd op studies van Bunsen over de geisers van IJsland. Het is gebaseerd op het feit dat het kookpunt van water toeneemt met de druk.

De temperatuur op kookpunt op zeeniveau is 100 ° C, waarbij de druk van water 1 atmosfeer of ongeveer 98, 1 kN / nr is (een kolom water van 10 m hoog heeft een druk van 1 atmosfeer). Op grotere diepten neemt de druk toe en bijgevolg neemt ook het kookpunt van water toe.

Opgemerkt kan worden dat het hete water dat uit een geiser wordt gegooid meestal het regenwater is dat door de grond is gedrenkt en dit water is verwarmd door de zeer hete lava op de hete stollingsgesteenten. Het is ook mogelijk dat een deel van de stoom en andere gassen afkomstig zijn van het magma.

Als nu het water een spleet of buis binnengaat en warm is geworden met de diepte door het absorberen van hete gassen of door het contact met de hete rotsen, kan het nog steeds in vloeibare toestand blijven, ook al is de temperatuur hoger dan 100 ° C, wat het kookpunt is van water op zeeniveau.

Het is nog steeds in de vloeibare toestand vanwege de heersende hoge druk. Terwijl het water onder hoge druk de buis blijft binnengaan, zal het uiteindelijk naar het oppervlak stromen. Hierdoor zal het aanwezige water in de buis stromen om de plaats in te nemen van het water dat omhoog is bewogen.

Als de temperatuur tot een dergelijk niveau zou stijgen, verandert water onder hoge druk in stoom onder hoge druk. Deze hogedrukstoom duwt de waterkolom omhoog en mengt ermee. Dit mengsel van stoom en water barst uit de ventilatieopening.