Wissenschaft

Eine Einführung in Geysire und ihre Funktionsweise

Momentan genießen die Menschen an einigen seltenen Orten auf der Erde den Anblick und das Geräusch von überhitztem Wasser, das tief unter der Erde in die Luft strömt. Diese ungewöhnlichen geologischen Formationen, Geysire genannt, existieren auf der Erde und im gesamten Sonnensystem. Einige der bekanntesten auf der Erde sind Old Faithful in Wyoming in den USA und der Strokkur Geysir in Island sowie in Afrika in der Danakil-Depression .

Geysir-Eruptionen treten in vulkanisch aktiven Gebieten auf, in denen überhitztes Magma ziemlich nahe an der Oberfläche liegt. Wasser tropft (oder rauscht) durch Risse und Brüche in den Oberflächengesteinen. Diese „Leitungen“ oder „Rohre“ können eine Tiefe von mehr als 2.000 Metern erreichen. Sobald das Wasser mit Gesteinen in Kontakt kommt, die durch vulkanische Aktivität erhitzt wurden, beginnt es zu kochen. Schließlich steigt der Druck und das setzt eine Reihe von Aktionen in Gang. Wenn der Druck zu hoch wird, strömt das Wasser zurück in das Rohr und trägt Mineralien mit sich. Schließlich bläst es aus und sendet einen Ansturm von heißem Wasser und Dampf in die Luft. Diese werden auch als „hydrothermale Explosionen“ bezeichnet. (Das Wort „Wasserkraft“ bedeutet „Wasser“ und „thermisch“ bedeutet „Wärme“.)

 

Wie Geysire funktionieren

Die Mechanik eines Geysirs und wie es funktioniert. Wasser sickert durch Risse und Risse, trifft auf erhitztes Gestein, wird auf überkochende Temperaturen erhitzt und bricht dann nach außen aus. USGS

Stellen Sie sich Geysire als natürliche Sanitärsysteme vor, die tief im Planeten erwärmtes Wasser an die Oberfläche liefern. Sie kommen und gehen abhängig von der unterirdischen Aktivität, die sie füttert. Während aktive Geysire heute leicht untersucht werden können, gibt es auf dem Planeten auch zahlreiche Hinweise auf tote und ruhende Geysire. Manchmal sterben sie aus, wenn die „Rohre“ des Gesteins mit Mineralien verstopft sind. In anderen Fällen werden sie durch Bergbauaktivitäten ausgeschaltet, oder hydrothermale Heizsysteme, mit denen Menschen ihre Häuser erwärmen, können sie entwässern.

Geologen untersuchen die Gesteine ​​und Mineralien in Geysirfeldern, um die zugrunde liegende Geologie der Strukturen zu verstehen, die sich unter der Oberfläche erstrecken. Biologen interessieren sich für Geysire, weil sie Organismen unterstützen, die in heißem, mineralreichem Wasser gedeihen. Diese „Extremophilen“ (manchmal wegen ihrer Liebe zur Hitze „Thermophile“ genannt) geben Hinweise darauf, wie Leben unter solch feindlichen Bedingungen existieren kann. Planetenbiologen untersuchen Geysire, um das Leben um sie herum besser zu verstehen. Und andere Planetenwissenschaftler nutzen sie, um ähnliche Systeme auf anderen Welten zu verstehen.

 

Die Yellowstone Park Sammlung von Geysiren

Alter treuer Geysir am Yellowstone-Nationalpark. Dieser bricht etwa alle 60 Minuten aus und wurde mit Kameras und Bildgebungssystemen aus dem Weltraumzeitalter untersucht. Wikimedia Commons

Eines der aktivsten Geysirbecken der Welt befindet sich im Yellowstone Park. Es befindet sich auf der Yellowstone Supervulkan Caldera im Nordwesten von Wyoming und im Südosten von Montana. Zu jeder Zeit rumpeln rund 460 Geysire, die kommen und gehen, wenn Erdbeben und andere Prozesse Veränderungen in der Region bewirken. Old Faithful ist das berühmteste und zieht das ganze Jahr über Tausende von Touristen an.

 

Geysire in Russland

Tal der Geysire in Kamtschatka, Russland. Dieses Bild wurde kurz vor einem Schlammfluss aufgenommen, der einige der Geysire verschlang. Dies bleibt eine sehr aktive Region. Robert Nunn, CC-by-sa-2.0

Ein weiteres Geysir-System existiert in Russland in einer Region namens Tal der Geysire. Es hat die zweitgrößte Sammlung von Entlüftungsöffnungen auf dem Planeten und befindet sich in einem etwa sechs Kilometer langen Tal. Wissenschaftler untersuchen dies und die Yellowstone-Region, um die Arten von Lebensformen zu verstehen, die in diesen Systemen existieren.

 

Islands berühmte Geysire

Ausbruch des Strokkuer Geysir, November 2010. Urheberrechtlich geschützt und mit Genehmigung von Carolyn Collins Petersen verwendet

Der vulkanisch aktive Inselstaat Island beherbergt einige der berühmtesten Geysire der Welt. Das Wort „Geysir“ kommt von ihrem Wort „Geysir“, das diese aktiven heißen Quellen beschreibt. Die isländischen Geysire sind mit dem mittelatlantischen Rücken verbunden. Dies ist ein Ort, an dem sich zwei tektonische Platten – die nordamerikanische Platte und die eurasische Platte – langsam mit einer Geschwindigkeit von etwa drei Millimetern pro Jahr auseinander bewegen. Wenn sie sich voneinander entfernen, steigt Magma von unten auf, während sich die Kruste verdünnt. Dies überhitzt den Schnee, das Eis und das Wasser, die während des Jahres auf der Insel existieren, und
erzeugt Geysire.

 

Außerirdische Geysire

Aus Eisrissen in der Südpolregion von Enceladus sprudeln Wassereiskristalle, mögliche Kryogeysire. NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

Die Erde ist nicht die einzige Welt mit Geysir-Systemen. Überall dort, wo die innere Hitze eines Mondes oder eines Planeten Wasser oder Eis erwärmen kann, können Geysire existieren. Auf Welten wie dem Saturnmond Enceladus sprudeln sogenannte „Kryo-Geysire“ unter der gefrorenen Oberfläche hervor. Sie liefern Wasserdampf, Eispartikel und andere gefrorene Materialien wie Kohlendioxid, Stickstoff, Ammoniak und Kohlenwasserstoffe in die Kruste und darüber hinaus.

Europa hat möglicherweise einen versteckten Ozean unter seiner eisigen Kruste. Wir sehen hier einen Ausschnitt vor dem Hintergrund des Jupiter und des winzigen Vulkanmondes Io. Geysire können tief unter der Oberfläche ausbrechen. NASA

Jahrzehntelange Planetenerkundung hat Geysire und geysirähnliche Prozesse auf Jupiters Mond Europa. Neptuns Mond Triton und möglicherweise sogar auf entferntem Pluto entdeckt. Planetenforscher, die Aktivitäten auf dem Mars untersuchen, vermuten, dass Geysire am Südpol während der Frühlingserwärmung ausbrechen können.

 

Verwendung von Geysiren und Erdwärme

Das Hellesheidi-Kraftwerk in Island, das Bohrlöcher verwendet, um Wärme aus unterirdischen geothermischen Lagerstätten zu gewinnen. Es bietet auch heißes Wasser für das nahe gelegene Reykjavik. Creative Commons Attribution 2.0

Geysire sind äußerst nützliche Quellen für die Wärme- und Stromerzeugung. Ihre Wasserkraft kann erfasst und genutzt werden. Insbesondere Island nutzt seine Geysirfelder für Warmwasser und Wärme. Erschöpfte Geysirfelder sind Mineralienquellen, die in verschiedenen Anwendungen eingesetzt werden können. Andere Regionen auf der ganzen Welt beginnen, Islands Beispiel der hydrothermalen Abscheidung als freie und ziemlich unbegrenzte Energiequelle nachzuahmen.

Jenseits der Erde könnten die Geysire anderer Welten tatsächlich Wasserquellen oder andere Ressourcen für zukünftige Entdecker sein. Zumindest werden Studien dieser entfernten Entlüftungsöffnungen Planetenwissenschaftlern helfen, die Prozesse zu verstehen, die tief in diesen Orten ablaufen.

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