Московский
Государственный Университет
Инженерной
экологии Реферат
на тему: «Гейзеры»
Выполнила: Мухиева Н.А.
Группа Н-37
Проверил: Буланов С.А.
Москва, 2011
г.
Содержание
Введение
. Определение и сущность
явления
. Динамика
. Причины возникновения
. Классификация
. Распространение
. История открытия
. Влияние на окружающую среду
и деятельность человека
. Влияние человека и
возможности управления
. Прогнозирование
Список литературы
Введение
Гейзеры одно из самых удивительных явлений
природы. Они распространены во многих частях Земли и прекрасно дополняют
живописные долины. Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя
воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы.
Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник –
это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей
водой.Целью этого реферата является раскрытие красоты гейзеров и их пользы для
человечества. На нашей планете множество прекрасных и удивительных уголков, но
гейзеры поражают воображение своей мощью и одновременно неповторимостью. По
сравнению с остальными географическими открытиями гейзеры стали известны
сравнительно недавно и поэтому их изучение еще интересней. Наблюдение за извержением
гейзера можно сравнить с извержением вулкана, с одной лишь разницей, что
наблюдение за гейзером более безопасно. Долгое время возникновение и принцип
извержения гейзеров были не ясны, но это не умаляет их достоинства. Хотелось
бы, чтобы после прочтения данного реферата гейзеры стали интересны еще
кому-нибудь и открыли бы для себя что-то новое или полезное. Выбор этой темы
обусловлен тем, что о гейзерах очень мало информации (что было подтверждено в
ходе подготовки реферата), т.к. каждый день мы слышим о вулканах,
землетрясениях и других явлениях.
1. Определение и сущность явления
Гейзеры (исландский geysir – хлынуть) – это
периодически фонтанирующие источники горячей воды с паром. Гейзеры являются
одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях
современной вулканической деятельности. Свою известность и название они
получили в Исландии, где наблюдались впервые.
Рис. 1. Гейзер.
. Динамика
Каждый гейзер приурочен обычно к округлому
отверстию или грифону. Грифоны бывают различных размеров. В глубине этот канал
переходит в тектонические трещины. Весь канал заполнен перегретой подземной
водой. Её температура в грифоне может быть 90-98 градусов, в то время как в
глубине канала она значительно выше и достигает 125-150 градусов и более. В
определённый момент в глубине начинается интенсивное парообразование, в
результате колонна воды в грифоне приподнимается. При этом каждая частица воды
оказывается в зоне меньшего давления, начинается кипение и извержение воды и
пара. Куда ни бросишь взгляд, из растрескавшейся почвы с шипением вырываются
струи пара, а на поверхности земли, изобилующей кратерами, в некоторых местах
пенится вода из скрытых источников – горячая как кипяток. (1, стр. 113-122)
Рис. 2. Гейзер и схема его образования
Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь,
проходят длинный путь по трещинам. Они растворяются в подземных водах и
нагревают их. Такая вода и выходит на поверхность Земли в виде бурлящих горячих
ключей, различных минеральных источников, гейзеров. Механизм действия гейзеров,
периодически выбрасывающих воду на поверхность, еще не совсем выяснен. Ученые
предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их
проходов, трещин и каналов, встречающихся в застывших лавовых потоках (См.
Рис.2). Эти пещеры и заполняются циркулирующими горячими подземными водами,
которые под действием перегретых паров, поднимающихся от магматических очагов,
нагреваются до температур выше точки кипения воды ( 8, стр. 126).Извержения
гейзеров зависят от величины подземных камер и каналов, от расположения трещин,
по которым поступает тепло из магматического очага, от количества и скорости
притока грунтовых вод. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении
в 1 атм на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура
кипения повышается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку
кипения воды на дне канала. Нагретый нижний слой воды делается менее плотным и
поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности спускается
вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Перегретая вода,
поднимаясь по каналу, достигает того уровня, на котором давление столба воды
уменьшается настолько, что она может вскипеть, а упругость водяного пара сможет
выбросить ее с огромной силой вверх в виде кипящего фонтана (см. Рис.3).Если
канал гейзера широкий и более или менее правильной формы, вода перемешивается,
закипает и периодически выплескивается на поверхность в виде горячего фонтана.
Если же канал извилистый и узкий, вода не может перемешиваться и нагреваться
равномерно. Вследствие давления сверху столба воды нижние слои воды оказываются
перегретыми и не превращаются в пар. Пар выделяется лишь отдельными пузырями.
Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой
воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность
Земли небольшими фонтанами – предвестниками извержения. Вес столба воды в
канале уменьшается, следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая
вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар. Давление пара
снизу так велико, что он выталкивает воду из канала – и в воздух выбрасывается
огромный фонтан кипятка и клубы пара.
Рис. 3. Схема действия гейзера. Находящаяся под
гидростатическим давлением вода в подземных пустотах постепенно нагревается
выше 100°. При достижении критической температуры она вскипает. Образующийся
пар с шумом выбрасывается из гейзера, увлекая с собой кипящую воду.
Охлажденная выброшенная вода частично падает в
чашу гейзера и попадает в его канал. Часть воды поднимается с глубин, но
большая часть ее обычно просачивается в канал из боковых пород. В канале она
нагревается, перегревается в нижних частях его, возникает снова пар, и
происходят выбросы пароводяной смеси, т. е. гейзер начинает извергаться с
полной силой. Таким образом, периодичность действия гейзеров зависит от
размеров канала (но не от его формы), времени его заполнения водой и нагревания
до температур, несколько превышающих точку кипения воды в местонахождении
гейзера, что зависит от абсолютной высоты этой местности. После извержения
канал постепенно заполняется подземной водой, частично водой, выброшенной при
извержении и стекающей обратно в грифон. На некоторое время устанавливается
равновесие, нарушение которого приводит к новому пароводяному извержению.
Высота фонтанирования зависит от величины гейзера. Горячие источники и гейзеры
появляются всюду, где вода через сложный лабиринт трещин и расселин находит
выход на поверхность земли. При этом температура её иногда троекратно превышает
точку кипения. Распространяющиеся пузырьки пара выталкивают воду через любую
доступную трещину в земле. Если это скважина, то из земли бьёт горячий
источник, а если маленькое отверстие, то вода гейзера пробивается вверх через
регулярные промежутки времени. В одном из крупных гейзеров Иеллоустонского
парка высота фонтана воды и пара достигала 40 метров.Самый знаменитый гейзер Иеллоустонского
парка называется «Верный служака»: по нему можно проверять часы. Через каждые
65 с половиной минут он ровно в течение 4-х минут выбрасывает вверх эффектную
струю воды. Особенно сильное парообразование можно наблюдать в прохладные
месяцы – весной или зимой.
. Причины возникновения
Появление гейзеров на поверхности обусловлено
наличием в глубине напорных термальных вод с температурой значительно выше 100°
С. Только в этом случае существованием на возможно интенсивное парообразование
в процессе подъема воды вверх, уменьшение объемного веса и как следствие
извержение пароводяной смеси. Перерыв в извержении, что отличает гейзеры от
постоянно действующих кипящих источников, связан с опережающим движением пара
по каналу гейзера, самоохлаждением воды, а также несбалансированным
поступлением перегретой воды по сравнению с возможностью выброса пароводяной
смеси из канала с относительно большим сечением. На глубине в несколько сотен
метров происходит быстрое повышение температуры воды до точки кипения. Выводной
канал гейзера имеет изгибы, препятствующие выходу на поверхность пара и
охлаждению воды путем конвекции (4, стр. 92).Полагают, что бoльшая часть
изверженной воды поступает в канал гейзера через трещины с поверхности земли.
Однако высокие температуры горных пород указывают на присутствие недавно
застывшей или застывающей магмы на небольшой глубине; следовательно, часть воды
может быть и магматического происхождения. Щелочные воды гейзеров содержат
растворенный кремнезем. Края такого бассейна и прилегающей к нему площадки
покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти отложения
называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из гейзерита
высотой до нескольких метров (См. Рис. 4).
Рис. 4. Отложения кремнезема.
Многие гейзеры окружены натеками разноцветного
гейзерита, которые покрывают иногда большие площади. Так, например, около
самого большого камчатского гейзера Великан, выбрасывающего фонтан высотой в
несколько десятков метров, образовалась площадка гейзерита примерно в гектар.
Она вся покрыта натеками в виде маленьких каменных розочек серовато-желтого
цвета. Неподалеку находится гейзер Жемчужный, названный так по форме и цвету
отложений гейзерита. Гейзер Сахарный окружен красивыми отложениями
нежно-розового гейзерита.
. Классификация
Гейзер функционирует циклически. Состояние покоя
сменяется наполнением внутреннего пространства водой, выхода её наружу в виде
фонтана и выбросов пара. Фонтанирование постепенно переходит в более спокойное
выделение, которое затем прекращается вообще.Различают регулярные и
нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных
стадий почти постоянна, у вторых – изменчива, у разных гейзеров
продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут,
стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней. Вода,
выбрасываемая гейзерами, относительно чистая, слабо минерализованная (1-2 г на
литр), по химическому составу – хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая,
содержащая относительно много кремнезёма, из которого у выхода канала и на
склонах образуется близкая к опалу порода – гейзерит. Главная масса воды
гейзеров – атмосферного происхождения, возможно, с примесью магматической воды.
Деятельность гейзеров в целом относительно кратковременна и зависит от ряда
условий – уменьшения теплового потока, прекращения у каналов гейзера движения
подземных вод (2, стр.144-167).Внешне гейзер напоминает усечённый конус с
крутыми склонами. Правда, есть и другие варианты. Так, иногда они выглядят как
низкие пологие купола, чашеобразные углубления, котловины, ямы неправильной
формы. На дне или на стенах гейзеров расположены выходы каналов, через которые
и поступает вода. Гейзеры могут иметь вид небольших усечённых конусов с
достаточно крутыми склонами, низких, очень пологих куполов, небольших
чашеобразных углублений, котловинок, неправильной формы ям, в их дне или
стенках находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов,связанные с
лавой.
Некоторые гейзеры выбрасывают воду совсем
невысоко или только разбрызгивают ее. Бывают горячие источники, похожие на
лужи, в которых вода кипит пузырями. Обычно вокруг гейзера есть бассейн или
неглубокий кратер поперечником в несколько метров. Края такого бассейна и прилегающей
к нему площадки покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти
отложения называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из
гейзерита высотой до нескольких метров (6, стр.146).
. Распространение и масштабы проявления
Распространены гейзеры в областях современных
или недавно действовавших вулканов, особенно в Исландии. Помимо Исландии
гейзеры широко развиты в США, штат Вайоминг, в Новой Зеландии, на Камчатке, в
Японии. Среди природных достопримечательностей США особенно выделяются
национальные парки, одним из самых известных является Иеллоустонский с долиной
гейзеров, который насчитывает многочисленные горячие источники и 200
действующих гейзеров. Это плоскогорье, изрезанное глубокими долинами рек и
впадинами озер, окруженное высокими снежными хребтами Скалистых гор. Несколько
миллионов лет назад здесь происходили, очень сильные вулканические извержения,
в результате которых возник этот удивительный уголок природы. Самый знаменитый
гейзер Йеллоустонского парка – Старый Служака. В течение многих лет он не
прекращает своей деятельности (5, стр. 140-142).Гейзеры есть во многих точках
Земли: в Чили, Перу, Гондурасе, Гватемале, Коста-Рике, в Мексике и некоторых
горных и прибрежных районах запада США: Неваде, острове Унимак у полуострова
Аляска. В Атлантике они известны на Азорских островах, в Африке – в Кении, в
Азии – в Тибете. Гейзеры отмечены также в Новой Гвинее и на ряде мелких
островов Индонезии. Некоторые из упомянутых гейзеров уже прекратили свое
существование, в том числе относительно недавно, в 20-м столетии. К сожалению,
по общедоступной литературе всю хронику таких событий уточнить сложно. Лишь
кратковременно, как последствия новейшей вулканической активности, существовали
многие гейзеры в Центральной и Южной Америке, сейчас угасли 3 ранее широко
известные гейзеры на о. Хонсю в Японии. Старые гейзеритовые щиты
свидетельствуют о существовании некогда гейзеров в Чехии и Италии. На Камчатке
в настоящее время уже нет гейзеров на Большебанных и Паужетских источниках. Сейчас
на Камчатке, помимо Долины Гейзеров, лишь два небольших гейзера действуют среди
горячих источников Академии Наук на берегу озера Карымское (с 1996 г.). Следует
заметить, что немало искусственных гейзеров, подчас довольно крупных, созданы
на геотермах Японии и на западе США (штаты Юта, Орегон, Калифорния).В Исландии
действует около 30 гейзеров, среди которых выделяется Прыгающая Ведьма (Грила),
извергаюший пароводяную смесь на высоту 15 метров приблизительно через каждые 2
часа. На острове также расположены один из самых активных гейзеров мира –
Строккур, извергающийся каждые 5-10 минут, и Гейсир (Старый Гейсир), наиболее
известный гейзер, давший наименование явлению.Среди гейзеров Йеллоустонского
национального парка (около 200) самые большие – Гигант и Старый Служака. Первый
выбрасывает пар и воду на высоту до 40 метров с периодом в 3 дня, второй – на
высоту 42 метров через каждые 53-70 минут.
6. История открытия и исследования
Гейзеры Исландии.
История открытия гейзеров Исландии не до конца
понятна и ясна. Но можно предположить, что гейзеры известны с давних времен.
Рассказы об извергающихся водных источниках могли стать в устах очевидца
недостоверными фактами и не были восприняты всерьез. Однако в то время,
очевидно, не особо заботились о накоплении знаний об окружающей территории и
гейзеры с прилегающими к ним живописными долинами, отличающиеся разнообразием
флоры и фауны оказались скрыты от человеческих глаз. Хотя Исландия начала
осваиваться викингами с 867 г., первые сведения в исландских хрониках о Большом
Гейзере относятся лишь к 1294 г. (8, стр.130). До этого европейцам, длительный
период отбивавшимся (чаще – безуспешно) от нашествий викингов, видимо было не
до приобщения к географическим открытиям норманнов. Само же понятие “гейзер”
еще долго затем не укоренялось в европейской научной терминологии и
закрепилось, видимо, лишь в начале 19-го столетия. У каждого замечательного
географического открытия, как правило, есть интригующая предыстория. Гейзеры –
не исключение. Весьма вероятно, что среди первых очевидцев извержений мощных
исландских гейзеров, был Снорри Стурлусон, первый летописец формировавшейся
исландской нации, и Эйрик Рыжий, один из первооткрывателей Гренландии и его
сын, Лейф Счастливый, первым из европейцев, увидевший берега Америки.
Гейзеры камчатки.
Фонтаны кипящей воды европейцы впервые увидели в
Исландии. Затем гейзеры были открыты в Новой Зеландии. Наконец, в Северной
Америке – в Йеллоустоне. Можно, правда, еще вспомнить, что С. П. Крашенинников
наблюдал фонтанирующие источники на юге Камчатки. Гейзерные проявления описаны
в Японии, Калифорнии, Новой Гвинее, Тибете. Однако типичные гейзеры до 1941
года были известны только в трех местах земного шара. Тем интересней и
значительнее история открытия камчатских гейзеров.
Рис. 5. Расположение гейзеров в
долине р. Гейзерная.
Для теперешнего поколения эпоха
великих географических открытий давно миновала. Земля
изучена основательно. Но вот недавно, немного более 40 лет назад, не в глубинах
Африки и не в Антарктиде, а в России произошло настоящее географическое
открытие. Т. И. Устинова, исследовавшая вместе со своим спутником А. М.
Крупениным истоки реки Шумной, открыла Долину гейзеров на Камчатке.
Камчатский полуостров к 1941 году был изучен
достаточно подробно. Еще в XVII веке русский первооткрыватель Владимир Атласов
немало походил по Камчатке. В XVIII веке глубокое географическое и
этнографическое исследование полуострова провел русский путешественник,
академик Степан Петрович Крашенинников. Его описание земли Камчатки с
привлечением материалов натуралиста Г. В. Стеллера остается до сих пор живым и
одновременно классическим трудом.
Карл фон Дитмар, чиновник особых поручений по
горной части в 1822-1892 годах он много путешествовал по камчатской земле. На весельной
шлюпке с несколькими матросами проплыл вдоль восточного ее побережья от
Авачинской бухты до устья реки Камчатки – подвиг, может быть, не повторенный до
сих пор. В записках Дитмара, изданных Императорской Академией наук, описаны
вулканы Кихпиныч и Узон, между которыми находится Долина гейзеров.
В начале XX века будущий президент Академии наук
СССР В. Л. Комаров, двигаясь от того же Узона к Кихпинычу, прошел буквально по
краю Долины. Более того, он видел клубы пара, поднимающегося из нее, но принял их
за фумаролы (парогазовые выходы), которых так много у вулканов Камчатки.
Основные условия возникновения гейзерного режима
были определены в ходе исследования пароводяных скважин Паужетского
месторождения. Позднее математические расчеты подтвердили, что периодическая
работа гейзеров связана с проводящей способностью канала при течении двухфазной
смеси в системе пласт. Из этих публикаций следует, что при неизменных условиях
в пласте (температура термальной воды, пластовое давление, водопроводимость) и
постоянстве сечения канала (ствола скважины) периодичность гейзера или работы
скважины с гейзерным режимом будет постоянной, с правильным ритмом. Однако
гейзеры Камчатки отличаются разнообразием деятельности, а их периодичность
изменяется в отдельные промежутки времени, на что обратила внимание еще Т.И.
Устинова (3, стр. 70-81).Наблюдения вначале на гейзерах Паужетки и затем в
Долине Гейзеров показали, что периодичность гейзеров изменяется под
воздействием метеорологических факторов и уровня режима поверхностных
водотоков.
Продолжительность работы гейзеров фиксировалась
на диаграмме регистрирующих приборов-уровнемеров типа Валдай и ГР-38.
Уровнемеры устанавливались в ручье или лотке, отводящих воду гейзера при изливе
воды или фонтанировании таким образом, чтобы вода при начале излива касалась
поплавка прибора. Движение поплавка передавалось барабану, на котором
происходила запись уровня при изливе и фонтанировании. Горизонтальная запись
самописца на диаграмме соответствует периоду, когда воды на поверхности нет, т.
е. стадии наполнения воронки гейзера. Вертикальный подъем линии на диаграмме
означает начало стадии фонтанирования. Моменты фонтанирования четко отражены на
диаграммах всех гейзеров, поэтому продолжительность цикла наиболее точно
определяется по расстоянию между пиками фонтанирования.На Камчатке впервые
гейзеры русские первопроходцы обнаружили, вероятнее всего, в ноябре – декабре
1703 г. Это были казаки Р. Преснецов, И. Могилев и Т. Смердов, посетившие термы
на речках Паужетке и Банной (3, стр. 70-72).Первооткрыватель Татьяна Ивановна
Устинова, геолог заповедника, вместе с проводником Крупениным, пытаясь найти
ответ на вопрос, почему вода в одной из рек теплее, чем в других, угодила под
струю гейзера. Этот гейзер впоследствии был назван «Первенцем». Так было
сделано одно из крупнейших географических открытий двадцатого века.Летом того
же года заповедник организовал специальный выезд для обследования этой теплой
речки. Достичь ее удалось со стороны верховий. В результате осмотра в долине
было обнаружено несколько крупных гейзеров и множество активно пульсирующих
горячих источников разной величины, в том числе весьма мощных.То, что эти
гейзеры не были известны до 1941 г., объясняется расположением их в удаленной
от населенных пунктов и весьма труднодоступной местности на территории
Кроноцкого заповедника. Охотники не посещали этих районов, экспедиции обычно не
попадали туда, а немногие, бывавшие поблизости, не спускались в крутостенную
труднодоступную долину реки Гейзерной.Крупные гейзеры на Камчатке были обнаружены
в 1942 году в долине реки Гейзерной (Долина Гейзеров), вблизи вулкана Кихпиныч.
Всего на Камчатке до схода селевого потока 3 июня 2007 года было около 100
гейзеров, из них около 20 – крупных, по величине и силе извержений не
уступающих действующим гейзерам Исландии, Йеллоустонского национального парка
США и Новой Зеландии. Самый большой гейзер Камчатки – Великан, выбрасывающий
струи воды высотой 40 метров и пара высотой несколько сот метров.Глубокое
тектоническое ущелье, в теснине которого столь компактно “укрылись”
многочисленные гейзеры (туристический термин “Долина Гейзеров” с позиций
геоморфологии очень неудачен), надежно скрыт для обзора с побережья массивом
вулкана Кихпиныч. Его постройки возвышаются и господствуют над окрестными
территориями. Очень вероятно, что психологическое воздействие частой активной
деятельности этого самого молодого из голоценовых вулканов Восточной Камчатки
(7, стр. 75) было настолько весомо, что никогда и никто из аборигенов,
расселявшихся вдоль побережья Кроноцкого залива, даже не приближался к Долине
Гейзеров. Возраст людских поселений здесь датируется максимум 2500 годами (3,
стр. 137 ). В указанный период вулкан многократно имел возможность
продемонстрировать предкам ительменов их наихудшие опасения и активно участвовал
в формировании их мифологии. Наиболее мощно свою активность Кихпиныч проявил
около 600 лет назад, заключительные же извержения имели место всего несколько
сот лет назад. По неподтвержденной версии Кихпиныч с ительменского переводится,
как “Огненная река”. Во всяком случае, это была бы весьма адекватная, образная
реакция, долгоживущее в памяти поколений, “запечатление” аборигенами движения
мощных раскаленных лавовых потоков, память о которых, вероятнее всего, хранили
потомки очевидцев этих событий и в зиму 1739 г.
Более поздние исследования, начались наиболее
интенсивно с построением научного стационара в 1972 г. Знаменательным
“аккордом“ в познании этого уникального объекта является открытие в 1975 г.
В.Л. Леоновым и В.С. Каляевым “Долины Смерти“. Хотя мофеты и фумаролы в
верховьях р. Гейзерной были обследованы еще в 1941 г., после обнаружения
массовой гибели здесь животных, последующие анализы показали, что столь
своеобразный газовый “коктейль” резко выделяет камчатскую “Долину Смерти” от
аналогичных, достаточно простых по составу, преимущественно “углекислых”
западин, понижений в вулканических районах. Феномен Долины Смерти лишний раз
доказал, что многообразное проявление поствулканической деятельности в долине
р. Гейзерной не уступает своеобразию аналогичных районов в Исландии,
Йеллоустоне и Новой Зеландии.
Гейзеры Америки.
Территория Yellowstone National Park была
открыта экспедицией М. Льюиса и В. Кларка в 1805 году.
Рис. 6. Йеллоустонский национальный парк, штат Вайоминг
Только в 1807 г. американский траппер Джон
Колтер, отделившийся от экспедиции М. Льюиса и В. Кларка, первым “из
бледнолицих” набрел на гейзеры и прочие, потрясшие его воображение,
достопримечательности Йеллоустона ( см. рис.6) . Но еще несколько десятилетий
спустя его рассказы об увиденном вызывали лишь дружный скепсис слушателей, как
типичные байки охотника, одичавшего за полгода в окружении исключительно
индейском. До первой профессиональной информации (сообщение Куна и Фальстона в
Геологическом комитете США в 1869 г.) о наиболее грандиозном (как впоследствие
оказалось) проявлении гейзеров на Земле, прошло немало времени. Незадолго до
этого примечательного события в проповеди миссионера Р. Тейлора впервые (в 1850
г.) упоминается о гейзерах в другом полушарии света: в Новой Зеландии, в
местечке Оракеикорако. Книга путешествий лорда Д. Маккензи на острове Исландия,
изданная в 1811 г. наконец привлекла серьезных исследователей к этому явлению.
Известный химик Р. Бунзен, затем другие исследователи исландских гейзеров
заложили научные основы в этой области. Импульс к изучению мощных
новозеландских гейзеров придала публикация в 1867 году Ф. фон Хольстеттера.Но
лишь в 1869 году здесь появилась первая научная экспедиция, исследовавшая
гейзеры и горячие источники. По результатам этой и нескольких последующих
экспедиций, президент Улисс Грант подписал закон о создании первого в мире
природного охраняемого государством парка.National Park был основан в 1872 году
и стал первым в мире Национальным парком. Парк знаменит многочисленными
гейзерами и горячими источниками. Но не менее интересен он своим животным
миром, водопадами, живописными ландшафтами. 80% территории покрыта лесом. В
1988 году в результате катастрофических пожаров выгорела треть, но теперь
некогда голые склоны вновь покрыты молодой порослью. В северо-восточной части
находится один из крупнейших в мире окаменелых лесов. Парк почти целиком
расположен в штате Вайоминг на одноименном плато, на средней высоте примерно
2400 м над уровнем моря. Почти со всех сторон плато ограничено хребтами высотой
от 2700 до 3400 метров над уровнем моря. Ученые считают, что в районе парка
магма находится всего в 40 милях от поверхности земли, в то время как обычно
эта глубина достигает 90 миль.
Гейзеры Новой Зеландии.
Мощный и самый красивый гейзер Новой Зеландии –
Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого
туфа, исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886 году. Другой
новозеландский гейзер – Уаимангу – самый большой и мощный на Земле – действовал
нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов с 1899 года по 1904 год. Он выбрасывал
при каждом извержении около 800 тонн воды, и захваченные струей камни
поднимались до высоты 457 метров. Действие гейзера прекратилось вследствие
понижения на 11 метров уровня воды в соседнем озере Таравера. Из современных
новозеландских гейзеров выделяется Похуту, периодически фонтанирующий на высоту
20 метров.
В 1642, голландский исследователь Абель Тасман
приблизился к западному побережью Новой Зеландии; но любые мысли о пребывании
на острове исчезли после того, как нескольких членов его команды убили и съели
аборигены. В 1769, капитан Джеймс Кук проплывал около двух главных островов на
борту своего “Endeavour”. Он и установил первый контакт с Маори (не
обошлось без применения силы), сразу распознав все выгоды этого острова и
раскрыв потенциал новооткрытой земли, а потом и захватил эту территорию для
британской короны перед тем, как отплыть далее, в Австралию.
. Влияние на окружающую среду и деятельность
человека
В недрах нашей планеты заключена поразительная
по своим масштабам сила, то и дело желающая вырваться наружу. Извержения
вулканов, землетрясения, дрейф материков – все эти явления происходят из-за
накопленной глубоко под землей теплоты, названной учеными геотермальной
энергией. Она образуется во внутренней оболочке Земли – ядре, представляющем
собой кипящий железоникелевый бульон и разогревающий окружающие горные породы
до чрезвычайно высоких температур. Происхождение этого внутреннего тепла до
конца не ясно. На данный момент считается, что повышение температуры происходит
за счет выделения тепловой энергии при распаде входящих в состав ядра
радиоактивных изотопов урана и тория. Но есть и альтернативные версии,
связывающие это явление с действием магнитного поля Земли, гравитационными
процессами и высоким давлением в центре планеты.
Если верить теоретическим расчетам, температура
земного ядра достигает 5.000 °C. Этой огромной температуры достаточно, что бы
«прогреть» всю планету до поверхности. Но так как структура земной коры
неоднородна и различные породы по-разному поглощают тепло, существуют районы с
более высокой и более низкой температурой. Эту особенность описывает
специальный геологический термин – геотермическая ступень, обозначающая
глубину, на которой температура горных пород повышается на один градус. Разброс
этого показателя значительный – от 5 до 150-200 м, но в основном на планете он
составляет 30-40 м.
Международное энергетическое агентство разделило
ресурсы, в которых заключена геотермальная энергия, на пять видов. Это нагретые
в подземных резервуарах сухой и влажный пар, горячая вода, раскаленные скальные
породы и магма – субстанция, представляющая собой расплавленные до 1300
градусов «внутренности» Земли. Иногда, в сейсмически активных районах, эти
аккумуляторы подземной теплоты по трещинам поднимаются на поверхность, и
образуют горячие озера, гейзеры и вулканы. Такие места являются самыми
выгодными для развития геотермальной энергетики – близко к поверхности
находятся ресурсы, нагретые до экстремально высоких температур, а значит,
несущие значительные запасы энергии.Исландия первой в мире – в сороковых годах
прошлого века – стала развивать геотермальную энергетику: действительно, как не
воспользоваться источниками, бьющими из-под земли? Природная горячая вода течет
здесь из крана, ею обогревают помещения и дороги.
Источник геотермальной энергии – это внутренняя
теплота нашей планеты. Там так горячо, что плавятся камни и вытекает жидкая
магма. От высокой температуры нагреваются грунтовые воды. Они пробиваются к
поверхности земли как тепловые источники и гейзеры. Выходящую горячую воду и
пар можно использовать для выработки электроэнергии или использовать их по
прямому назначению. Также имеет смысл закачивать холодную воду внутрь пород и
получать нагретую для выработки электричества. Области, которые хорошо развили
геотермические системы, расположены в геологически активных зонах. У них есть
непрерывный, сконцентрированный тепловой поток, выходящий на поверхность.
Например, в Исландии геотермическая энергия, вызванная постоянным движением
геологических пластин вкупе с вулканической природой острова, используется,
чтобы нагреть 95 % всех домов. Одна форма энергии, полученная от нетрадиционных
источников, которую используют люди, является мощностью гейзера. Для этого типа
мощности также важно быть расположенным около границы архитектурной пластины
(9, стр. 126- 215).
Камчатка. Западные отроги вулкана Кихпиныч. Здесь начинается глубокое ущелье, на дне которого ровно шестьдесят лет назад была открыта Долина гейзеров. С тех пор здесь побывали десятки тысяч человек. Это и мало, и много. Мало — для такого уникального места, как Долина, много — для крохотного участка земли, насыщенного природными чудесами. В сущности, все эти годы шла борьба: одни любой ценой стремились попасть в Долину, другие старались уберечь ее от разграбления. В конечном счете своей цели добились и те, и другие.
О подлинном, геологическом возрасте Долины гейзеров можно лишь догадываться: ясно, по крайней мере, что он насчитывает не одну тысячу лет. Однако природа сумела хорошо «спрятать» свой шедевр: до 14 апреля 1941 года никто о существовании Долины даже не подозревал. Ительмены, древние жители Камчатки, чьи поселения на берегу океана располагались менее чем в 30 километрах от Долины, не рисковали забираться глубоко в горы: вулканы и горячие источники всегда внушали им суеверный страх. Ничего не слышали о Долине гейзеров первые исследователи Камчатки, участники знаменитой экспедиции Беринга — Степан Крашенинников и Георг Стеллер. В 1854 году путешественник Карл Дитмар прошел со своим отрядом всего в 14 километрах от Долины, а в 1909-м совсем близко от нее стоял лагерем Владимир Комаров. Участники его экспедиции видели странные белые дымы, поднимавшиеся со дна ущелья, но Комаров не стал спускаться с лошадьми по крутым отрогам. Хаос хребтов и распадков, в котором «родилась» Долина, мог отпугнуть любого.
В 1934 году на Камчатке был образован Кроноцкий государственный заповедник — и вот что удивительно: Долина гейзеров, о которой тогда еще никто не знал, словно по воле Провидения, оказалась внутри заповедной территории!
В апреле 1941-го сотрудник заповедника Татьяна Устинова и проводник-ительмен Анисифор Крупенин, обследуя русло реки Шумной, вошли в узкий проход между скалами и остановились неподалеку от устья неизвестного притока. В это время всюду еще лежит снег. С трудом устроившись на крутом заснеженном склоне, уставшие путники решили перекусить. На противоположном берегу Шумной виднелась протаявшая каменистая площадка, над которой вился легкий парок, — очевидно, горячий источник, коих на Камчатке бесчисленное множество. Неожиданно одна из струек источника стала разрастаться и в считанные мгновения превратилась в могучую струю кипятка, бьющую прямо через реку! Перепуганные люди подхватились — надо спасаться! — впрочем, быстро выяснилось, что кипяток до них не добивает. Фонтанирование закончилось так же внезапно, как и началось, и Устинова поняла, что перед ней настоящий гейзер — первый на Камчатке. Она назвала его Первенцем.
В тот снежный апрельский день Устинова повернула назад, не зная еще, какой фантастический мир ожидает ее летом, когда она сумеет пробраться в среднее течение этого притока, названного позднее рекой Гейзерной. Она обнаружила в Долине более 20 крупных гейзеров. Великан, Жемчужный, Сахарный, Тройной, Конус, Фонтан, Малый, Большой — вот некоторые данные ею имена. Но кроме самих гейзеров был еще и тот уникальный мир, который они вокруг себя сотворили. Кипящие ключи и горячие озера, грязевые котлы и парящие ямы, сотни разноцветных термальных источников, невероятная раскраска склонов, по которым струится горячая вода, — все это вместе с буйной зеленью трав создавало сказочное зрелище.
С конца 50-х годов, после того как были опубликованы первые обстоятельные описания Долины гейзеров, у большинства советских граждан появилась почти вожделенная цель: побывать здесь. Покидая Долину, приезжие уносили с собой не только незабываемые впечатления, но и кусочки гейзерита — минерала, образующегося вокруг гейзеров, — оставляли же мусор, вырубленные деревья и вытоптанные склоны. Сколотый вандалами гейзерит быстро «увядал», теряя всю свою привлекательность, все богатство красок. Жадность и невежество «коллекционеров» не позволяли им понять, что необычные цвета и оттенки гейзерита рождены живущими на нем уникальными организмами — термофильными водорослями и бактериями, не способными существовать вне привычной для них среды.
Угроза необратимой деградации Долины стала настолько реальной, что в 1975 году ее закрыли «на благоустройство», которое продлилось без малого двадцать лет! После закрытия Долины поток приезжих сократился в десять раз. Но изолировать Долину от «диких» туристов все равно полностью не удавалось. Ни отсутствие карт, ни трудности перехода, ни капризы камчатской погоды, ни административный запрет не могли нейтрализовать притяжение Долины.
По сравнению со скоротечностью человеческой жизни чудеса природы представляются бессмертными. Однако это неверно: подлинное чудо может быть хрупким и недолговечным. Стоит вспомнить хотя бы о судьбе самого большого гейзера Земли. Он «родился» в Новой Зеландии на рубеже ХХ века. Столб кипятка, черной грязи и камней взмывал на четырехсотметровую высоту! Чудовищный фонтан клокотал несколько часов, потом опадал, чтобы взметнуться вновь более чем через сутки. Величайший из гейзеров просуществовал всего четыре года. Подпруженное извержением вулкана озеро промыло естественную плотину, уровень воды упал, и гейзер превратился в заурядный источник.
Не нужно обладать богатым воображением, чтобы представить возможную картину гибели Долины гейзеров. Зловещий гул землетрясения, туча пепла над Кихпинычем, обвалы, оползни, сель — и вот там, где были гейзеры, громоздится груда каменных обломков, из-под которых выбиваются грязные ручьи и струйки пара…
Этот апокалиптический сценарий подсказан тайфуном «Эльза», обрушившимся на Камчатку 4 октября 1981 года. Тогда, буквально в одночасье, Долина получила катастрофические разрушения. Дожди, порожденные тайфуном, не прекращались трое суток — уровень Гейзерной поднялся на три метра, и река превратилась в бешеный поток грязи и камней. Небывалый напор воды сдвинул с места громадные глыбы-валуны: они буквально «перепахали» русло реки, и то, что попалось им на пути, было, естественно, разбито или уничтожено. Так, перестал существовать гейзер Большая Печка (кстати, это был самый опасный из гейзеров Долины: он «выстреливал» горизонтально как раз на высоте человеческого роста), получил серьезные повреждения источник Малахитовый Грот — краса и гордость Долины.
Но шли годы, и Долина оживала… Каждый, впервые попадающий сюда, испытывает на себе ее магнетическую силу. После того как проходит изумление от увиденного и ослабевает инстинктивный страх перед парящей и плюющейся кипятком твердью, трудно бывает не поддаться своеобразному «гипнозу красоты», когда вдруг возникает ощущение, что все вокруг — фантастический сон, а ты — его участник, которому, как в любом сне, ничто угрожать не может.
Но Долина не прощает ротозейства и ежегодно собирает «дань» из ошпаренных конечностей. Сами гейзеры в общем опасности не представляют: мало кому придет в голову наклоняться над гейзером, когда он заполнился водой. Что касается фонтана, то он быстро остывает и падает на землю нестрашным горячим душем. Наиболее опасные места в Долине покрыты привлекательной на вид травкой — иной раз так и хочется встать на зеленый лужок. Человеку, не знакомому с коварством Долины, трудно предположить, что под ласкающим взгляд покровом скрывается обжигающая жижа, и нога, не встретив опоры, уйдет вглубь, как в масло! Доверять в Долине можно только полыни. Это неказистое растение выбирает абсолютно надежные места, куда по каким-то таинственным законам дьявол подземного мира ступить не имеет права. Впрочем, справедливости ради, следует сказать, что за всю свою историю Долина гейзеров не потребовала себе в жертву ни одного человека. Известен лишь один трагический эпизод, но его «героем» стал медведь, сорвавшийся весной с обледенелого склона прямо в кипящий источник, который с тех пор назвали Коварным. Долгое время камень на краю этого источника хранил следы когтей отчаянно боровшегося за свою жизнь зверя…
Человек, проведший в Долине гейзеров несколько дней, может почувствовать усталость: слишком красиво, слишком фантастично это место. Но тот, кто побывал в Долине однажды, стремится попасть туда еще и еще. Причина этой тяги — в неразгаданности Долины, ведь любая тайна — страшный магнит…
Андрей Нечаев
Размещено на http://www.allbest.ru
МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЛИЦЕЙ № 14 ИМЕНИ ЗАСЛУЖЕННОГО УЧИТЕЛЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ А.М. КУЗЬМИНА»
РЕФЕРАТ «ГЕЙЗЕРЫ»
Автор: Галкин Матвей,
ученик 6 В класса
Тамбов 2015
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая – кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Гемйзер – источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. гейзер камчатка йеллоустонский
Свое название такие источники получили от Великого Гейзера в Исландии, струя которого 200 лет назад била вверх на 60 м каждые полчаса.
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям, в их дне или стенках находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами – либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность.
Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность почти постоянна, у вторых – изменчива, у разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали – Часы. А Старый Служака Йеллоустонского парка бьет каждый час. Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается – и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение.
Высота фонтана гейзеров, как и температура воды на выходе, сильно различается, но последняя обычно колеблется от 75° до 100°С.
Вода, выбрасываемая гейзером, относительно чистая, слабо минерализованная (1- 2 грамма на литр), по химическому составу – хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая, содержащая относительно много кремнезёма, из которого у выхода канала и на склонах образуется порода – гейзерит. Главная масса воды гейзера – атмосферного происхождения, возможно, с примесью магматической воды.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита – отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета – розовый, серовато – желтый, коричневый.
Характерной чертой гейзеров является их короткая жизнь, часто они «умирают» за счет обвалов стенок канала, понижения уровня грунтовых вод. Наиболее грандиозным гейзером был Уаймангу (что значит «Крылатая вода») в Новой Зеландии, существовавший всего 5 лет и выбрасывавший мощный фонтан почти на полкилометра вверх.
Гейзеры можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США – в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. ИЗВЕСТНЫЕ ГЕЙЗЕРЫ
Крупные гейзеры на Камчатке были обнаружены в 1941году в долине реки Гейзерной (Долина Гейзеров), вблизи вулкана Кихпиныч. Всего на Камчатке до схода селевого потока 3 июня 2007 года было около 100 гейзеров, из них около 20 – крупных, по величине и силе извержений не уступающих действующим гейзерам Исландии, Йеллоустонского национального парка США и Новой Зеландии. Самый большой гейзер Камчатки – Великан, выбрасывающий струи воды высотой 40 метров и пара высотой несколько сот метров.
В Исландии действует около 30 гейзеров, среди которых выделяется Прыгающая Ведьма (Грила), извергающий пароводяную смесь на высоту 15 метров приблизительно через каждые 2 часа. На острове также расположены один из самых активных гейзеров мира – Строккур, извергающийся каждые 5-10 минут, и Гейсир (Старый Гейсир), наиболее известный гейзер, давший наименование явлению.
Среди гейзеров Йеллоустонского национального парка (около 200) самые большие – Гигант и Старый Служака. Первый выбрасывает пар и воду на высоту до 40 метров с периодом в 3 дня, второй – на высоту 42 метров через каждые 53 -70 минут.
Мощный и самый красивый гейзер Новой Зеландии – Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого туфа, исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886. Другой новозеландский гейзер – Ваймангу – самый большой и мощный на Земле – действовал нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов с 1899 по 1904. Он выбрасывал при каждом извержении около 800 тонн воды, и захваченные струей камни поднимались до высоты 457 метров. Действие гейзера прекратилось вследствие понижения на 11 метров уровня воды в соседнем озере Таравера. Из современных новозеландских гейзеров выделяется Похуту, периодически фонтанирующий на высоту 20 метров. ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ: ПАРЯЩИЙ ГЕЙЗЕР. Он выглядит так, будто был взят с другой планеты или же из нового и очень дорогого научно-фантастического фильма. Парящий гейзер (Fly geiser) считается одним из самых прекрасных творений природы на земле (точнее в США). Гейзер был обнаружен в долине Хуалапай недалеко от Герлеха. Этот феномен, как и земля, считается частным владением. Его можно разглядеть с дороги State Road 34, но для этого нужно получить разрешение. А теперь немного предыстории. В 1916 году землевладельцы занимались поисками воды для орошения земли в этом штате. Они пришли в это место и стали проводить работы по бурению. В итоге бур, которым сверлили землю, попал в геотермальное пространство воды, в результате чего и образовался гейзер. Одним из красивейших гейзеров Йеллоустоунского парка считается Old Faithful (Олд-Фейтфул). Гейзер выбрасывает до 30000 литров кипящей воды каждые 30-80 минут, высота потока – 30-56 метров. На смотровой площадке перед гейзером Old Faithful собирается огромное количество туристов, до 2000 человек.
Средний бассейн гейзеров (Midway Geyser Basin) в Йеллоустоунском парке собрал в себе множество гейзеров и источников разного размера. Самым популярным среди них является Большой призматический источник (Grand Prismatic Spring). Источник пестрит яркими цветами – это результат жизнедеятельности миллионов бактерий в богатой минералами воде. На Камчатке, на территории Кроноцкого биосферного заповедника в глубоком каньоне раскинулась Долина гейзеров. Она простирается на расстояние 3,5 км вверх по течению реки Гейзерной. Долину гейзеров обнаружили рядом с вулканом Кихпиныч в 1941 г. В долине более 20 крупных гейзеров. Некоторые из них фонтанируют каждые 10-12 мин., другие извергаются один раз за 4-5 ч. Самый большой гейзер – Великан – находится на правом берегу реки. Его струя поднимается на высоту 40 м, а продолжительность извержения достигает 4,5 ч. 5 МИФОВ О ГЕЙЗЕРАХ
1. ГЕЙЗЕР – ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ВУЛКАН
Извержения вулкана и гейзера похожи, поэтому бытует мнение, что любой гейзер может стать вулканом. На самом деле это не так. Для существования гейзеров действительно необходима близость к районам вулканизма и наличие на глубине магматического очага. Но в отличие от вулкана в работе гейзеров магма выполняет лишь функцию подогрева воды. Извержение гейзера невозможно без наличия вертикальных или наклонных трещин в земле, резервуаров, заполняемых грунтовыми водами, и постоянного притока этих вод.
2. ВОДА, ИЗВЕРГАЕМАЯ ГЕЙЗЕРАМИ, – ПОДЗЕМНАЯ
Это не совсем так. На самом деле подземная вода – это, по сути, вода от талых и дождевых вод. Она попадает в гидротермальную систему, движется по подземным водоносным слоям. В процессе движения вода нагревается от магмы и выходит на поверхность в виде гейзера или горячего источника. Этот путь может занимать несколько сотен лет, поэтому и принято называть эту «выдержанную» воду подземной.
3. ГЕЙЗЕРЫ ПОСТОЯННО ИЗВЕРГАЮТ СТРУЮ ПАРА И ВОДЯНОЙ СТОЛБ
Существуют четыре стадии работы гейзера: излив, фонтанирование, парение и наполнение или восстановление уровня воды в канале. У каждого гейзера эти стадии занимают разное время – несколько минут или часов, в зависимости от размеров гейзера, формы и его расположения в земле. Определить, что вскоре над землей появится струя воды, сложно. Нужно знать характер конкретного гейзера, чтобы предсказать, что вскоре начнется извержение. Например, для гейзера Великан не существует способа распознать, перерастет ли очередной всплеск в извержение. А вот за 10-15 секунд перед извержением гейзера Щель раздается шум воды.
4. ЖИЗНЬ В КИПЯТКЕ И ВБЛИЗИ НЕГО НЕВОЗМОЖНА
При извержении температура воды достигает как минимум +98 °С. Казалось бы, выжить в такой среде ни одно существо не способно. Но это не так. В водах долины широко распространены термофильные синезеленые водоросли. Этот тип древнейших организмов Земли (они заселили водоемы планеты около трех миллиардов лет назад) предпочитает для развития температуры свыше 45 °С. Кроме того, на склонах долины растет скрученник китайский – редкая орхидея. А вблизи гейзеров обитают личинки мух-львинок (Odontomiya argentata) и мух-береговушек (Scatella stagnalis). Они ползают по внутренним каменистым сводам гейзеров, зачастую попадая в их мелкие струи, оставаясь и после этого активными. Высокотемпературный режим усиливает обмен веществ насекомых, и потому цикл их развития завершается даже при недостатке корма и других неблагоприятных факторах. Тепло земли для выведения потомства используют и птицы. Так, трясогузка вьет гнезда и откладывает яйца на прогретых почвах. Благодаря этому природному инкубатору птенцы в Долине гейзеров появляются раньше, чем на остальной территории Камчатки.
5. ВОДА В ГЕЙЗЕРАХ ЧИСТАЯ И ПОЛЕЗНА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ
Считается, что все природное, не тронутое человеком, полезно. Часто это справедливо. Но не в этом случае. Вода в гейзерах долины не только не полезна людям, но даже опасна для них. В ней содержатся такие токсичные элементы, как ртуть, мышьяк и сурьма. Причем норма предельно допустимой концентрации мышьяка для питьевых вод в реке Гейзерной превышена более чем в 10 раз, а сурьмы – более чем в 3 раза.
Размещено на Allbest.ru
…
Функционирование гейзеров отличается наличием периодов покоя, заполнения котловины водой, фонтанирования смеси пара и воды, завершения выброса пара и вновь перехода в стадию покоя. Гейзеры делят на две группы: регулярные и нерегулярные. У тех источников, которые относятся к первой группе, продолжительность цикла и его отдельных периодов относительно постоянна, у нерегулярных гейзеров изменчива. У разных гейзеров стадии могут длиться минуты, десятки минут, а продолжительность периодов покоя может составлять от нескольких минут до нескольких дней. Деятельность гейзеров не длительная, что связано с несколькими факторами, в частности, уменьшением течения подземных вод у каналов, снижением теплового потока, др.
Гейзеры фонтанируют, извергая воду на большую высоту. Например, гейзер Великан на Камчатке с периодичностью в 5-6 часов выбрасывает струю воды диаметром 3 м и высотой до 50 м. А на территории Северной Америки гейзер «Старый служака» каждый час поднимает водный столб на высоту 80 м.
Вода, выбрасываемая гейзерами на земную поверхность, чистая, слабо минерализованная, с повышенным содержанием кремнезема. Такая порода, как гейзерит, близкая по структуре к опалу, формируется у выхода канала гейзера именно из кремнезема. Химический состав воды хлоридно-натриевый или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевый. Вода, выбрасываемая гейзерами, атмосферного происхождения, с примесью конденсата влаги магмы.
Общепринятой считается нижеописанная гипотеза о механизме возникновения гейзеров. Вода, просочившаяся в канал из пластов горных пород, в нижних его отделах нагревается и закипает с образованием пара, который и выбрасывает воду наружу. Похожие материалы:
Гейзер
Есть на свете
удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в
них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это
гейзеры.
Их можно
увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в
Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в
Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут
иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных
углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно
потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются
и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры
каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали —
Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный —
каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь
раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение
кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает
бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер
на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту
несколько сотен метров.
Красиво и само
извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений
кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные
цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров
пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные
бассейны.
Не все гейзеры
«долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только
шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом
извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Московский Государственный Университет
Инженерной экологии Реферат на тему: «Гейзеры»
Выполнила: Мухиева Н.А.
Группа Н-37
Проверил: Буланов С.А.
Москва, 2011 г.
Содержание
Введение
.Определение и сущность явления
.Динамика
.Причины возникновения
.Классификация
.Распространение
.История открытия
.Влияние на окружающую среду и деятельность человека
.Влияние человека и возможности управления
. Прогнозирование
Список литературы
Введение
Гейзеры одно из самых удивительных явлений природы. Они распространены во многих частях Земли и прекрасно дополняют живописные долины. Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник – это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой.Целью этого реферата является раскрытие красоты гейзеров и их пользы для человечества. На нашей планете множество прекрасных и удивительных уголков, но гейзеры поражают воображение своей мощью и одновременно неповторимостью. По сравнению с остальными географическими открытиями гейзеры стали известны сравнительно недавно и поэтому их изучение еще интересней. Наблюдение за извержением гейзера можно сравнить с извержением вулкана, с одной лишь разницей, что наблюдение за гейзером более безопасно. Долгое время возникновение и принцип извержения гейзеров были не ясны, но это не умаляет их достоинства. Хотелось бы, чтобы после прочтения данного реферата гейзеры стали интересны еще кому-нибудь и открыли бы для себя что-то новое или полезное. Выбор этой темы обусловлен тем, что о гейзерах очень мало информации (что было подтверждено в ходе подготовки реферата), т.к. каждый день мы слышим о вулканах, землетрясениях и других явлениях.
1.Определение и сущность явления
Гейзеры (исландский geysir – хлынуть) – это периодически фонтанирующие источники горячей воды с паром. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. Свою известность и название они получили в Исландии, где наблюдались впервые.
Рис. 1. Гейзер.
. Динамика
Каждый гейзер приурочен обычно к округлому отверстию или грифону. Грифоны бывают различных размеров. В глубине этот канал переходит в тектонические трещины. Весь канал заполнен перегретой подземной водой. Её температура в грифоне может быть 90-98 градусов, в то время как в глубине канала она значительно выше и достигает 125-150 градусов и более. В определённый момент в глубине начинается интенсивное парообразование, в результате колонна воды в грифоне приподнимается. При этом каждая частица воды оказывается в зоне меньшего давления, начинается кипение и извержение воды и пара. Куда ни бросишь взгляд, из растрескавшейся почвы с шипением вырываются струи пара, а на поверхности земли, изобилующей кратерами, в некоторых местах пенится вода из скрытых источников – горячая как кипяток. (1, стр. 113-122)
Рис. 2. Гейзер и схема его образования
Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь, проходят длинный путь по трещинам. Они растворяются в подземных водах и нагревают их. Такая вода и выходит на поверхность Земли в виде бурлящих горячих ключей, различных минеральных источников, гейзеров. Механизм действия гейзеров, периодически выбрасывающих воду на поверхность, еще не совсем выяснен. Ученые предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их проходов, трещин и каналов, встречающихся в застывших лавовых потоках (См. Рис.2). Эти пещеры и заполняются циркулирующими горячими подземными водами, которые под действием перегретых паров, поднимающихся от магматических очагов, нагреваются до температур выше точки кипения воды ( 8, стр. 126).Извержения гейзеров зависят от величины подземных камер и каналов, от расположения трещин, по которым поступает тепло из магматического очага, от количества и скорости притока грунтовых вод. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении в 1 атм на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура кипения повышается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку кипения воды на дне канала. Нагретый нижний слой воды делается менее плотным и поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности спускается вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Перегретая вода, поднимаясь по каналу, достигает того уровня, на котором давление столба воды уменьшается настолько, что она может вскипеть, а упругость водяного пара сможет выбросить ее с огромной силой вверх в виде кипящего фонтана (см. Рис.3).Если канал гейзера широкий и более или менее правильной формы, вода перемешивается, закипает и периодически выплескивается на поверхность в виде горячего фонтана. Если же канал извилистый и узкий, вода не может перемешиваться и нагреваться равномерно. Вследствие давления сверху столба воды нижние слои воды оказываются перегретыми и не превращаются в пар. Пар выделяется лишь отдельными пузырями. Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность Земли небольшими фонтанами – предвестниками извержения. Вес столба воды в канале уменьшается, следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар. Давление пара снизу так велико, что он выталкивает воду из канала – и в воздух выбрасывается огромный фонтан кипятка и клубы пара.
Рис. 3. Схема действия гейзера. Находящаяся под гидростатическим давлением вода в подземных пустотах постепенно нагревается выше 100°. При достижении критической температуры она вскипает. Образующийся пар с шумом выбрасывается из гейзера, увлекая с собой кипящую воду.
Охлажденная выброшенная вода частично падает в чашу гейзера и попадает в его канал. Часть воды поднимается с глубин, но большая часть ее обычно просачивается в канал из боковых пород. В канале она нагревается, перегревается в нижних частях его, возникает снова пар, и происходят выбросы пароводяной смеси, т. е. гейзер начинает извергаться с полной силой. Таким образом, периодичность действия гейзеров зависит от размеров канала (но не от его формы), времени его заполнения водой и нагревания до температур, несколько превышающих точку кипения воды в местонахождении гейзера, что зависит от абсолютной высоты этой местности. После извержения канал постепенно заполняется подземной водой, частично водой, выброшенной при извержении и стекающей обратно в грифон. На некоторое время устанавливается равновесие, нарушение которого приводит к новому пароводяному извержению. Высота фонтанирования зависит от величины гейзера. Горячие источники и гейзеры появляются всюду, где вода через сложный лабиринт трещин и расселин находит выход на поверхность земли. При этом температура её иногда троекратно превышает точку кипения. Распространяющиеся пузырьки пара выталкивают воду через любую доступную трещину в земле. Если это скважина, то из земли бьёт горячий источник, а если маленькое отверстие, то вода гейзера пробивается вверх через регулярные промежутки времени. В одном из крупных гейзеров Иеллоустонского парка высота фонтана воды и пара достигала 40 метров.Самый знаменитый гейзер Иеллоустонского парка называется «Верный служака»: по нему можно проверять часы. Через каждые 65 с половиной минут он ровно в течение 4-х минут выбрасывает вверх эффектную струю воды. Особенно сильное парообразование можно наблюдать в прохладные месяцы – весной или зимой.
. Причины возникновения
Появление гейзеров на поверхности обусловлено наличием в глубине напорных термальных вод с температурой значительно выше 100° С. Только в этом случае существованием на возможно интенсивное парообразование в процессе подъема воды вверх, уменьшение объемного веса и как следствие извержение пароводяной смеси. Перерыв в извержении, что отличает гейзеры от постоянно действующих кипящих источников, связан с опережающим движением пара по каналу гейзера, самоохлаждением воды, а также несбалансированным поступлением перегретой воды по сравнению с возможностью выброса пароводяной смеси из канала с относительно большим сечением. На глубине в несколько сотен метров происходит быстрое повышение температуры воды до точки кипения. Выводной канал гейзера имеет изгибы, препятствующие выходу на поверхность пара и охлаждению воды путем конвекции (4, стр. 92).Полагают, что бoльшая часть изверженной воды поступает в канал гейзера через трещины с поверхности земли. Однако высокие температуры горных пород указывают на присутствие недавно застывшей или застывающей магмы на небольшой глубине; следовательно, часть воды может быть и магматического происхождения. Щелочные воды гейзеров содержат растворенный кремнезем. Края такого бассейна и прилегающей к нему площадки покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти отложения называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из гейзерита высотой до нескольких метров (См. Рис. 4).
Рис. 4. Отложения кремнезема.
Многие гейзеры окружены натеками разноцветного гейзе
Похожие работы
Вулканизм на земле и его географические следствия
Гейзер
Гейзеры
Долина Гейзеров
Иеллустонский национальный парк
Комбинированный урок “Вулканы. Горячие источники-гейзеры”
Природа Исландии
Роторуа – вулканический очаг с гейзерами, грязевыми и горячими источниками и разноцветными озерами
США. Иеллостоунский парк
США: Земля желтого дьявола
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Их можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям. Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой. Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали — Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный — каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту несколько сотен метров.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные бассейны.
Не все гейзеры «долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.rin.ru/cgi-bin/index.pl
Хотя гейзеры и приурочены к районам вулканической активности, на земле места их существования можно пересчитать по пальцам одной руки.
У многих гейзеров извержение происходит не одинаково, но всё же для этого процесса есть свои закономерности, объединяющие большинство гейзеров. Однако встречаются и исключения, гейзеры, которые по тем или иным признакам отличаются от большинства других. К примеру, гейзер Новый Фонтан в Долине гейзеров на Камчатском полуострове, у которого период фонтанирования во много раз превышает период состояния покоя. На механизм извержения гейзером влияет много факторов таких как: величины подземных камер, формы каналов и расположения трещин, количество и скорость притока в них грунтовых вод и от поступления тепла из глубины, а так же от давления водяного столба в канале гейзера.
Вода гейзеров содержит огромное количество минеральных веществ, названные гейзеритами, которые во время извержения оседают на грифе гейзера. Вокруг или в близи гейзером могут находится термы – термальные источники, которые в силу своего подземного строения не могут периодично фонтанировать. Температура в них достаточно высокая, а наличие в составе воды минеральных веществ нередко придает этим источникам целебные качества. Многие туристы, посещающие гейзерные долины приезжают ради оздоровления организма по средством оздоровительного воздействия на организм термальных источников.
С развитием технологий добыча геотермальной энергии начала развиваться во многих уголках мира – более чем в 70 странах тепловые насосы обеспечивают тепло и уют в частных хозяйствах, около 25 стран используют электричество, выработанное на геотермальных электростанциях (геоТЕС). Большой процент геотермальной энергии производят США, Филиппины, Мексика, Индонезия и Италия. Самая мощная геотермальная электростанция The Geysers построена в США, в Долине Больших Гейзеров. Ее мощность составляет 1500 МВт, что позволяет обеспечивать электричеством 60% северного побережья Калифорнии. Примером абсолютного успеха применения энергии земного тепла является Исландия. Она занимает первое место по производству геотермальной энергии на душу населения – 90% домов в Исландии отапливается за счет геотермальных источников и почти 30% электроэнергии в стране производят геоТЕС. [12]
По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт. Российский потенциал реализован только в размере немногим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки. [12]
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Их можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям. Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой. Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали — Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный — каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту несколько сотен метров.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные бассейны.
Не все гейзеры «долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Извержение «Большого Гейзера» очень своеобразно и красиво. Оно повторяется через каждые 20—30 часов и длится 2,5-3 часа. Подземный грохот, взрывы и легкое колебание почвы возвещают о наступающем извержении «Большого Гейзера». Вода в переполненном бассейне бурлит, выплескивается и переливается через края, стекая ручьями по конусу. Вдруг раздается сильный взрыв, и мощный фонтан кипятка взлетает на огромную высоту, бьет некоторое время и исчезает. Не успеет рассеяться пар, как вылетает еще более мощный и высокий столб кипятка, за ним еще и еще. «Большой Гейзер» фонтанирует на высоту до 30 м. Постепенно высота фонтана убывает, и наконец гейзер совсем стихает, только густой пар окутывает конус.
Суровая природа Исландии заставляет жителей использовать некоторые горячие источники для орошения полей.
На обогретых почвах выращивают овощи и злаки. Горячую воду источников применяют и для отопления домов в городах и поселках. Так, например, столица Исландии Рейкьявик полностью отапливается водами горячих источников.
На Северном о-ве Новой Зеландии вулканическая деятельность в значительной степени прекратилась, последствием ее остались горячие источники, гейзеры и струи паров. До 1904 г. здесь действовал гейзер «Вай-мангу». Это был самый большой гейзер в мире. Во время сильного извержения его струя выбрасывалась в воздух на 450 м. Но теперь этот гейзер совершенно исчез. Объясняют это снижением на 11 м уровня воды в ближайшем озере Таравера.
«Большой Гейзер» во время самого сильного извержения.
На берегу оз. Вайкато есть гейзер «Кроус-Нест» («Воронье гнездо»), извержение которого зависит от уровня воды в озере. Если вода стоит высоко, то гейзер извергается каждые 40 минут; если уровень воды низкий, то извержение происходит через 2 часа.
Многочисленные и разнообразные горячие источники и гейзеры находятся в Северной Америке на границе штатов Вайоминг и Монтана. Это живописное место называется Йеллоустонским национальным парком. Оно представляет собой высокое плоскогорье, изрезанное глубокими долинами рек и впадинами озер, окруженное высокими снежными хребтами Скалистых гор.
Несколько миллионов лет назад здесь происходили очень сильные вулканические извержения, следом которых и остался этот удивительный уголок природы. Из 200 гейзеров, находящихся в Деллоустонском парке, самым знаменитым считается гейзер «Старый Служака», названный так за правильность, с которой он извергается. Гейзер действует регулярно через каждые 53—70 минут; огромный фонтан поднимается на высоту до 50 м.
Считают, что при каждом извержении этот гейзер выбрасывает примерно 50 тыс. литров кипятка. В течение многих сотен лет он не прекращает своей деятельности, так же как и некоторые другие гейзеры и горячие источники Йеллоустонского парка.
Представьте себе, какое огромное количество тепла приносится этими гейзерами и горячими источниками на поверхность Земли! Предполагают, что тепло всех источников Йеллоустонского парка может расплавить около 3 Т льда в секунду.
Откуда же берется это тепло?
Гейзеры бывают в районах, где недалеко от поверхности залегает неостывшая магма. Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь, проходят длинный путь по трещинам. При этом они смешиваются с подземными водами, нагревают их и сами переходят в горячую воду с растворенными в ней различными веществами. Такая вода и выходит на поверхность земли в виде бурлящих горячих ключей, различных минеральных источников, гейзеров и т. п.
Извержение гейзера «Жемчужный» (Камчатка).
Ученые предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их проходов и трещин (каналов), встречающихся в застывших лавовых потоках. Эти пустоты заполняются циркулирующими подземными водами, на небольшой глубине от которых находятся неостывшие магматические очаги.
Извержение гейзеров происходит по-разному, в зависимости от величины подземных камер, от формы каналов и расположения трещин, от количества и скорости притока в них грунтовых вод и от поступления тепла из глубины. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении в 1 атмосферу на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура кипения повышается, а при уменьшении давления она понижается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку кипения воды на дне канала. Вода при нагревании ее снизу приходит в движение; нагретый нижний слой воды делается легче и поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности опускается вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Таким образом, пары и газы, беспрерывно просачивающиеся по трещинам из глубины, согревают воду, доводя до кипения. Если канал гейзера широкий и имеет более или менее правильную форму, вода, перемещаясь (циркулируя), перемешивается, закипает и выплескивается на поверхность в виде горячего источника. Если же канал извилистый и узкий, вода не может смешиваться и нагревается неравномерно. Вследствие давления сверху столба воды, внизу вода оказывается перегретой и не превращается в пар. Пар выделяется отдельными пузырями. Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность земли, поднимаясь небольшими фонтанами — предвестниками извержения. Выплескивание воды уменьшает вес столба воды в канале; следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар.
Гейзер в разрезе. Штрихами показана вода, а кружками — газы.
Давление пара снизу так велико, что выталкивает воду из канала в виде огромных фонтанов кипятка и клубов пара. Величина фонтанов гейзеров и характер их действия зависят от величины и расположения подземных камер, каналов и силы давления пара.
Доклад: Гейзер Гейзер
Есть на свете
удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в
них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это
гейзеры.
Их можно
увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в
Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в
Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут
иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных
углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно
потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются
и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры
каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали —
Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный —
каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь
раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение
кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает
бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер
на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту
несколько сотен метров.
Красиво и само
извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений
кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные
цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров
пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные
бассейны.
Не все гейзеры
«долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только
шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом
извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх. Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.rin.ru/cgi-bin/index.pl
Долина Гейзеров
Камчатка.
Западные отроги вулкана Кихпиныч. Здесь начинается глубокое ущелье, на дне
которого ровно шестьдесят лет назад была открыта Долина гейзеров. С тех пор
здесь побывали десятки тысяч человек. Это и мало, и много. Мало — для такого
уникального места, как Долина, много — для крохотного участка земли,
насыщенного природными чудесами. В сущности, все эти годы шла борьба: одни
любой ценой стремились попасть в Долину, другие старались уберечь ее от
разграбления. В конечном счете своей цели добились и те, и другие.
О
подлинном, геологическом возрасте Долины гейзеров можно лишь догадываться:
ясно, по крайней мере, что он насчитывает не одну тысячу лет. Однако природа
сумела хорошо «спрятать» свой шедевр: до 14 апреля 1941 года никто о
существовании Долины даже не подозревал. Ительмены, древние жители Камчатки,
чьи поселения на берегу океана располагались менее чем в 30 километрах от
Долины, не рисковали забираться глубоко в горы: вулканы и горячие источники
всегда внушали им суеверный страх. Ничего не слышали о Долине гейзеров первые
исследователи Камчатки, участники знаменитой экспедиции Беринга — Степан
Крашенинников и Георг Стеллер. В 1854 году путешественник Карл Дитмар прошел со
своим отрядом всего в 14 километрах от Долины, а в 1909-м совсем близко от нее
стоял лагерем Владимир Комаров. Участники его экспедиции видели странные белые
дымы, поднимавшиеся со дна ущелья, но Комаров не стал спускаться с лошадьми по
крутым отрогам. Хаос хребтов и распадков, в котором «родилась» Долина, мог
отпугнуть любого.
В
1934 году на Камчатке был образован Кроноцкий государственный заповедник — и
вот что удивительно: Долина гейзеров, о которой тогда еще никто не знал, словно
по воле Провидения, оказалась внутри заповедной территории!
В
апреле 1941-го сотрудник заповедника Татьяна Устинова и проводник-ительмен
Анисифор Крупенин, обследуя русло реки Шумной, вошли в узкий проход между
скалами и остановились неподалеку от устья неизвестного притока. В это время
всюду еще лежит снег. С трудом устроившись на крутом заснеженном склоне,
уставшие путники решили перекусить. На противоположном берегу Шумной виднелась
протаявшая каменистая площадка, над которой вился легкий парок, — очевидно,
горячий источник, коих на Камчатке бесчисленное множество. Неожиданно одна из
струек источника стала разрастаться и в считанные мгновения превратилась в
могучую струю кипятка, бьющую прямо через реку! Перепуганные люди подхватились
— надо спасаться! — впрочем, быстро выяснилось, что кипяток до них не добивает.
Фонтанирование закончилось так же внезапно, как и началось, и Устинова поняла,
что перед ней настоящий гейзер — первый на Камчатке. Она назвала его Первенцем.
В
тот снежный апрельский день Устинова повернула назад, не зная еще, какой фантастический
мир ожидает ее летом, когда она сумеет пробраться в среднее течение этого
притока, названного позднее рекой Гейзерной. Она обнаружила в Долине более 20
крупных гейзеров. Великан, Жемчужный, Сахарный, Тройной, Конус, Фонтан, Малый,
Большой — вот некоторые данные ею имена. Но кроме самих гейзеров был еще и тот
уникальный мир, который они вокруг себя сотворили. Кипящие ключи и горячие
озера, грязевые котлы и парящие ямы, сотни разноцветных термальных источников,
невероятная раскраска склонов, по которым струится горячая вода, — все это
вместе с буйной зеленью трав создавало сказочное зрелище.
С
конца 50-х годов, после того как были опубликованы первые обстоятельные
описания Долины гейзеров, у большинства советских граждан появилась почти
вожделенная цель: побывать здесь. Покидая Долину, приезжие уносили с собой не
только незабываемые впечатления, но и кусочки гейзерита — минерала,
образующегося вокруг гейзеров, — оставляли же мусор, вырубленные деревья и
вытоптанные склоны. Сколотый вандалами гейзерит быстро «увядал», теряя всю свою
привлекательность, все богатство красок. Жадность и невежество «коллекционеров»
не позволяли им понять, что необычные цвета и оттенки гейзерита рождены
живущими на нем уникальными организмами — термофильными водорослями и
бактериями, не способными существовать вне привычной для них среды.
Угроза
необратимой деградации Долины стала настолько реальной, что в 1975 году ее
закрыли «на благоустройство», которое продлилось без малого двадцать лет! После
закрытия Долины поток приезжих сократился в десять раз. Но изолировать Долину
от «диких» туристов все равно полностью не удавалось. Ни отсутствие карт, ни
трудности перехода, ни капризы камчатской погоды, ни административный запрет не
могли нейтрализовать притяжение Долины.
По
сравнению со скоротечностью человеческой жизни чудеса природы представляются
бессмертными. Однако это неверно: подлинное чудо может быть хрупким и
недолговечным. Стоит вспомнить хотя бы о судьбе самого большого гейзера Земли.
Он «родился» в Новой Зеландии на рубеже ХХ века. Столб кипятка, черной грязи и
камней взмывал на четырехсотметровую высоту! Чудовищный фонтан клокотал
несколько часов, потом опадал, чтобы взметнуться вновь более чем через сутки.
Величайший из гейзеров просуществовал всего четыре года. Подпруженное
извержением вулкана озеро промыло естественную плотину, уровень воды упал, и
гейзер превратился в заурядный источник.
Не
нужно обладать богатым воображением, чтобы представить возможную картину гибели
Долины гейзеров. Зловещий гул землетрясения, туча пепла над Кихпинычем, обвалы,
оползни, сель — и вот там, где были гейзеры, громоздится груда каменных
обломков, из-под которых выбиваются грязные ручьи и струйки пара…
Этот
апокалиптический сценарий подсказан тайфуном «Эльза», обрушившимся на Камчатку
4 октября 1981 года. Тогда, буквально в одночасье, Долина получила
катастрофические разрушения. Дожди, порожденные тайфуном, не прекращались трое
суток — уровень Гейзерной поднялся на три метра, и река превратилась в бешеный
поток грязи и камней. Небывалый напор воды сдвинул с места громадные
глыбы-валуны: они буквально «перепахали» русло реки, и то, что попалось им на
пути, было, естественно, разбито или уничтожено. Так, перестал существовать
гейзер Большая Печка (кстати, это был самый опасный из гейзеров Долины: он
«выстреливал» горизонтально как раз на высоте человеческого роста), получил
серьезные повреждения источник Малахитовый Грот — краса и гордость Долины.
Но
шли годы, и Долина оживала… Каждый, впервые попадающий сюда, испытывает на себе
ее магнетическую силу. После того как проходит изумление от увиденного и
ослабевает инстинктивный страх перед парящей и плюющейся кипятком твердью,
трудно бывает не поддаться своеобразному «гипнозу красоты», когда вдруг
возникает ощущение, что все вокруг — фантастический сон, а ты — его участник,
которому, как в любом сне, ничто угрожать не может.
Но
Долина не прощает ротозейства и ежегодно собирает «дань» из ошпаренных
конечностей. Сами гейзеры в общем опасности не представляют: мало кому придет в
голову наклоняться над гейзером, когда он заполнился водой. Что касается
фонтана, то он быстро остывает и падает на землю нестрашным горячим душем.
Наиболее опасные места в Долине покрыты привлекательной на вид травкой — иной
раз так и хочется встать на зеленый лужок. Человеку, не знакомому с коварством
Долины, трудно предположить, что под ласкающим взгляд покровом скрывается
обжигающая жижа, и нога, не встретив опоры, уйдет вглубь, как в масло! Доверять
в Долине можно только полыни. Это неказистое растение выбирает абсолютно
надежные места, куда по каким-то таинственным законам дьявол подземного мира
ступить не имеет права. Впрочем, справедливости ради, следует сказать, что за
всю свою историю Долина гейзеров не потребовала себе в жертву ни одного
человека. Известен лишь один трагический эпизод, но его «героем» стал медведь,
сорвавшийся весной с обледенелого склона прямо в кипящий источник, который с
тех пор назвали Коварным. Долгое время камень на краю этого источника хранил
следы когтей отчаянно боровшегося за свою жизнь зверя…
Человек,
проведший в Долине гейзеров несколько дней, может почувствовать усталость:
слишком красиво, слишком фантастично это место. Но тот, кто побывал в Долине
однажды, стремится попасть туда еще и еще. Причина этой тяги — в
неразгаданности Долины, ведь любая тайна — страшный магнит…
Андрей
Нечаев
Московский
Государственный Университет
Инженерной
экологии
Реферат
на тему: «Гейзеры»
Выполнила: Мухиева Н.А.
Группа Н-37
Проверил: Буланов С.А.
Москва, 2011
г.
Содержание
Введение
. Определение и сущность
явления
. Динамика
. Причины возникновения
. Классификация
. Распространение
. История открытия
. Влияние на окружающую среду
и деятельность человека
. Влияние человека и
возможности управления
. Прогнозирование
Список литературы
Введение
Гейзеры одно из самых удивительных явлений
природы. Они распространены во многих частях Земли и прекрасно дополняют
живописные долины. Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя
воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы.
Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник –
это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей
водой.Целью этого реферата является раскрытие красоты гейзеров и их пользы для
человечества. На нашей планете множество прекрасных и удивительных уголков, но
гейзеры поражают воображение своей мощью и одновременно неповторимостью. По
сравнению с остальными географическими открытиями гейзеры стали известны
сравнительно недавно и поэтому их изучение еще интересней. Наблюдение за извержением
гейзера можно сравнить с извержением вулкана, с одной лишь разницей, что
наблюдение за гейзером более безопасно. Долгое время возникновение и принцип
извержения гейзеров были не ясны, но это не умаляет их достоинства. Хотелось
бы, чтобы после прочтения данного реферата гейзеры стали интересны еще
кому-нибудь и открыли бы для себя что-то новое или полезное. Выбор этой темы
обусловлен тем, что о гейзерах очень мало информации (что было подтверждено в
ходе подготовки реферата), т.к. каждый день мы слышим о вулканах,
землетрясениях и других явлениях.
1. Определение и сущность явления
Гейзеры (исландский geysir – хлынуть) – это
периодически фонтанирующие источники горячей воды с паром. Гейзеры являются
одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях
современной вулканической деятельности. Свою известность и название они
получили в Исландии, где наблюдались впервые.
Рис. 1. Гейзер.
. Динамика
Каждый гейзер приурочен обычно к округлому
отверстию или грифону. Грифоны бывают различных размеров. В глубине этот канал
переходит в тектонические трещины. Весь канал заполнен перегретой подземной
водой. Её температура в грифоне может быть 90-98 градусов, в то время как в
глубине канала она значительно выше и достигает 125-150 градусов и более. В
определённый момент в глубине начинается интенсивное парообразование, в
результате колонна воды в грифоне приподнимается. При этом каждая частица воды
оказывается в зоне меньшего давления, начинается кипение и извержение воды и
пара. Куда ни бросишь взгляд, из растрескавшейся почвы с шипением вырываются
струи пара, а на поверхности земли, изобилующей кратерами, в некоторых местах
пенится вода из скрытых источников – горячая как кипяток. (1, стр. 113-122)
Рис. 2. Гейзер и схема его образования
Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь,
проходят длинный путь по трещинам. Они растворяются в подземных водах и
нагревают их. Такая вода и выходит на поверхность Земли в виде бурлящих горячих
ключей, различных минеральных источников, гейзеров. Механизм действия гейзеров,
периодически выбрасывающих воду на поверхность, еще не совсем выяснен. Ученые
предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их
проходов, трещин и каналов, встречающихся в застывших лавовых потоках (См.
Рис.2). Эти пещеры и заполняются циркулирующими горячими подземными водами,
которые под действием перегретых паров, поднимающихся от магматических очагов,
нагреваются до температур выше точки кипения воды ( 8, стр. 126).Извержения
гейзеров зависят от величины подземных камер и каналов, от расположения трещин,
по которым поступает тепло из магматического очага, от количества и скорости
притока грунтовых вод. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении
в 1 атм на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура
кипения повышается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку
кипения воды на дне канала. Нагретый нижний слой воды делается менее плотным и
поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности спускается
вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Перегретая вода,
поднимаясь по каналу, достигает того уровня, на котором давление столба воды
уменьшается настолько, что она может вскипеть, а упругость водяного пара сможет
выбросить ее с огромной силой вверх в виде кипящего фонтана (см. Рис.3).Если
канал гейзера широкий и более или менее правильной формы, вода перемешивается,
закипает и периодически выплескивается на поверхность в виде горячего фонтана.
Если же канал извилистый и узкий, вода не может перемешиваться и нагреваться
равномерно. Вследствие давления сверху столба воды нижние слои воды оказываются
перегретыми и не превращаются в пар. Пар выделяется лишь отдельными пузырями.
Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой
воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность
Земли небольшими фонтанами – предвестниками извержения. Вес столба воды в
канале уменьшается, следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая
вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар. Давление пара
снизу так велико, что он выталкивает воду из канала – и в воздух выбрасывается
огромный фонтан кипятка и клубы пара.
Рис. 3. Схема действия гейзера. Находящаяся под
гидростатическим давлением вода в подземных пустотах постепенно нагревается
выше 100°. При достижении критической температуры она вскипает. Образующийся
пар с шумом выбрасывается из гейзера, увлекая с собой кипящую воду.
Охлажденная выброшенная вода частично падает в
чашу гейзера и попадает в его канал. Часть воды поднимается с глубин, но
большая часть ее обычно просачивается в канал из боковых пород. В канале она
нагревается, перегревается в нижних частях его, возникает снова пар, и
происходят выбросы пароводяной смеси, т. е. гейзер начинает извергаться с
полной силой. Таким образом, периодичность действия гейзеров зависит от
размеров канала (но не от его формы), времени его заполнения водой и нагревания
до температур, несколько превышающих точку кипения воды в местонахождении
гейзера, что зависит от абсолютной высоты этой местности. После извержения
канал постепенно заполняется подземной водой, частично водой, выброшенной при
извержении и стекающей обратно в грифон. На некоторое время устанавливается
равновесие, нарушение которого приводит к новому пароводяному извержению.
Высота фонтанирования зависит от величины гейзера. Горячие источники и гейзеры
появляются всюду, где вода через сложный лабиринт трещин и расселин находит
выход на поверхность земли. При этом температура её иногда троекратно превышает
точку кипения. Распространяющиеся пузырьки пара выталкивают воду через любую
доступную трещину в земле. Если это скважина, то из земли бьёт горячий
источник, а если маленькое отверстие, то вода гейзера пробивается вверх через
регулярные промежутки времени. В одном из крупных гейзеров Иеллоустонского
парка высота фонтана воды и пара достигала 40 метров.Самый знаменитый гейзер Иеллоустонского
парка называется «Верный служака»: по нему можно проверять часы. Через каждые
65 с половиной минут он ровно в течение 4-х минут выбрасывает вверх эффектную
струю воды. Особенно сильное парообразование можно наблюдать в прохладные
месяцы – весной или зимой.
. Причины возникновения
Появление гейзеров на поверхности обусловлено
наличием в глубине напорных термальных вод с температурой значительно выше 100°
С. Только в этом случае существованием на возможно интенсивное парообразование
в процессе подъема воды вверх, уменьшение объемного веса и как следствие
извержение пароводяной смеси. Перерыв в извержении, что отличает гейзеры от
постоянно действующих кипящих источников, связан с опережающим движением пара
по каналу гейзера, самоохлаждением воды, а также несбалансированным
поступлением перегретой воды по сравнению с возможностью выброса пароводяной
смеси из канала с относительно большим сечением. На глубине в несколько сотен
метров происходит быстрое повышение температуры воды до точки кипения. Выводной
канал гейзера имеет изгибы, препятствующие выходу на поверхность пара и
охлаждению воды путем конвекции (4, стр. 92).Полагают, что бoльшая часть
изверженной воды поступает в канал гейзера через трещины с поверхности земли.
Однако высокие температуры горных пород указывают на присутствие недавно
застывшей или застывающей магмы на небольшой глубине; следовательно, часть воды
может быть и магматического происхождения. Щелочные воды гейзеров содержат
растворенный кремнезем. Края такого бассейна и прилегающей к нему площадки
покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти отложения
называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из гейзерита
высотой до нескольких метров (См. Рис. 4).
Рис. 4. Отложения кремнезема.
Многие гейзеры окружены натеками разноцветного
гейзерита, которые покрывают иногда большие площади. Так, например, около
самого большого камчатского гейзера Великан, выбрасывающего фонтан высотой в
несколько десятков метров, образовалась площадка гейзерита примерно в гектар.
Она вся покрыта натеками в виде маленьких каменных розочек серовато-желтого
цвета. Неподалеку находится гейзер Жемчужный, названный так по форме и цвету
отложений гейзерита. Гейзер Сахарный окружен красивыми отложениями
нежно-розового гейзерита.
. Классификация
Гейзер функционирует циклически. Состояние покоя
сменяется наполнением внутреннего пространства водой, выхода её наружу в виде
фонтана и выбросов пара. Фонтанирование постепенно переходит в более спокойное
выделение, которое затем прекращается вообще.Различают регулярные и
нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных
стадий почти постоянна, у вторых – изменчива, у разных гейзеров
продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут,
стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней. Вода,
выбрасываемая гейзерами, относительно чистая, слабо минерализованная (1-2 г на
литр), по химическому составу – хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая,
содержащая относительно много кремнезёма, из которого у выхода канала и на
склонах образуется близкая к опалу порода – гейзерит. Главная масса воды
гейзеров – атмосферного происхождения, возможно, с примесью магматической воды.
Деятельность гейзеров в целом относительно кратковременна и зависит от ряда
условий – уменьшения теплового потока, прекращения у каналов гейзера движения
подземных вод (2, стр.144-167).Внешне гейзер напоминает усечённый конус с
крутыми склонами. Правда, есть и другие варианты. Так, иногда они выглядят как
низкие пологие купола, чашеобразные углубления, котловины, ямы неправильной
формы. На дне или на стенах гейзеров расположены выходы каналов, через которые
и поступает вода. Гейзеры могут иметь вид небольших усечённых конусов с
достаточно крутыми склонами, низких, очень пологих куполов, небольших
чашеобразных углублений, котловинок, неправильной формы ям, в их дне или
стенках находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов,связанные с
лавой.
Некоторые гейзеры выбрасывают воду совсем
невысоко или только разбрызгивают ее. Бывают горячие источники, похожие на
лужи, в которых вода кипит пузырями. Обычно вокруг гейзера есть бассейн или
неглубокий кратер поперечником в несколько метров. Края такого бассейна и прилегающей
к нему площадки покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти
отложения называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из
гейзерита высотой до нескольких метров (6, стр.146).
. Распространение и масштабы проявления
Распространены гейзеры в областях современных
или недавно действовавших вулканов, особенно в Исландии. Помимо Исландии
гейзеры широко развиты в США, штат Вайоминг, в Новой Зеландии, на Камчатке, в
Японии. Среди природных достопримечательностей США особенно выделяются
национальные парки, одним из самых известных является Иеллоустонский с долиной
гейзеров, который насчитывает многочисленные горячие источники и 200
действующих гейзеров. Это плоскогорье, изрезанное глубокими долинами рек и
впадинами озер, окруженное высокими снежными хребтами Скалистых гор. Несколько
миллионов лет назад здесь происходили, очень сильные вулканические извержения,
в результате которых возник этот удивительный уголок природы. Самый знаменитый
гейзер Йеллоустонского парка – Старый Служака. В течение многих лет он не
прекращает своей деятельности (5, стр. 140-142).Гейзеры есть во многих точках
Земли: в Чили, Перу, Гондурасе, Гватемале, Коста-Рике, в Мексике и некоторых
горных и прибрежных районах запада США: Неваде, острове Унимак у полуострова
Аляска. В Атлантике они известны на Азорских островах, в Африке – в Кении, в
Азии – в Тибете. Гейзеры отмечены также в Новой Гвинее и на ряде мелких
островов Индонезии. Некоторые из упомянутых гейзеров уже прекратили свое
существование, в том числе относительно недавно, в 20-м столетии. К сожалению,
по общедоступной литературе всю хронику таких событий уточнить сложно. Лишь
кратковременно, как последствия новейшей вулканической активности, существовали
многие гейзеры в Центральной и Южной Америке, сейчас угасли 3 ранее широко
известные гейзеры на о. Хонсю в Японии. Старые гейзеритовые щиты
свидетельствуют о существовании некогда гейзеров в Чехии и Италии. На Камчатке
в настоящее время уже нет гейзеров на Большебанных и Паужетских источниках. Сейчас
на Камчатке, помимо Долины Гейзеров, лишь два небольших гейзера действуют среди
горячих источников Академии Наук на берегу озера Карымское (с 1996 г.). Следует
заметить, что немало искусственных гейзеров, подчас довольно крупных, созданы
на геотермах Японии и на западе США (штаты Юта, Орегон, Калифорния).В Исландии
действует около 30 гейзеров, среди которых выделяется Прыгающая Ведьма (Грила),
извергаюший пароводяную смесь на высоту 15 метров приблизительно через каждые 2
часа. На острове также расположены один из самых активных гейзеров мира –
Строккур, извергающийся каждые 5-10 минут, и Гейсир (Старый Гейсир), наиболее
известный гейзер, давший наименование явлению.Среди гейзеров Йеллоустонского
национального парка (около 200) самые большие – Гигант и Старый Служака. Первый
выбрасывает пар и воду на высоту до 40 метров с периодом в 3 дня, второй – на
высоту 42 метров через каждые 53-70 минут.
6. История открытия и исследования
Гейзеры Исландии.
История открытия гейзеров Исландии не до конца
понятна и ясна. Но можно предположить, что гейзеры известны с давних времен.
Рассказы об извергающихся водных источниках могли стать в устах очевидца
недостоверными фактами и не были восприняты всерьез. Однако в то время,
очевидно, не особо заботились о накоплении знаний об окружающей территории и
гейзеры с прилегающими к ним живописными долинами, отличающиеся разнообразием
флоры и фауны оказались скрыты от человеческих глаз. Хотя Исландия начала
осваиваться викингами с 867 г., первые сведения в исландских хрониках о Большом
Гейзере относятся лишь к 1294 г. (8, стр.130). До этого европейцам, длительный
период отбивавшимся (чаще – безуспешно) от нашествий викингов, видимо было не
до приобщения к географическим открытиям норманнов. Само же понятие “гейзер”
еще долго затем не укоренялось в европейской научной терминологии и
закрепилось, видимо, лишь в начале 19-го столетия. У каждого замечательного
географического открытия, как правило, есть интригующая предыстория. Гейзеры –
не исключение. Весьма вероятно, что среди первых очевидцев извержений мощных
исландских гейзеров, был Снорри Стурлусон, первый летописец формировавшейся
исландской нации, и Эйрик Рыжий, один из первооткрывателей Гренландии и его
сын, Лейф Счастливый, первым из европейцев, увидевший берега Америки.
Гейзеры камчатки.
Фонтаны кипящей воды европейцы впервые увидели в
Исландии. Затем гейзеры были открыты в Новой Зеландии. Наконец, в Северной
Америке – в Йеллоустоне. Можно, правда, еще вспомнить, что С. П. Крашенинников
наблюдал фонтанирующие источники на юге Камчатки. Гейзерные проявления описаны
в Японии, Калифорнии, Новой Гвинее, Тибете. Однако типичные гейзеры до 1941
года были известны только в трех местах земного шара. Тем интересней и
значительнее история открытия камчатских гейзеров.
Рис. 5. Расположение гейзеров в
долине р. Гейзерная.
Для теперешнего поколения эпоха
великих географических открытий давно миновала. Земля
изучена основательно. Но вот недавно, немного более 40 лет назад, не в глубинах
Африки и не в Антарктиде, а в России произошло настоящее географическое
открытие. Т. И. Устинова, исследовавшая вместе со своим спутником А. М.
Крупениным истоки реки Шумной, открыла Долину гейзеров на Камчатке.
Камчатский полуостров к 1941 году был изучен
достаточно подробно. Еще в XVII веке русский первооткрыватель Владимир Атласов
немало походил по Камчатке. В XVIII веке глубокое географическое и
этнографическое исследование полуострова провел русский путешественник,
академик Степан Петрович Крашенинников. Его описание земли Камчатки с
привлечением материалов натуралиста Г. В. Стеллера остается до сих пор живым и
одновременно классическим трудом.
Карл фон Дитмар, чиновник особых поручений по
горной части в 1822-1892 годах он много путешествовал по камчатской земле. На весельной
шлюпке с несколькими матросами проплыл вдоль восточного ее побережья от
Авачинской бухты до устья реки Камчатки – подвиг, может быть, не повторенный до
сих пор. В записках Дитмара, изданных Императорской Академией наук, описаны
вулканы Кихпиныч и Узон, между которыми находится Долина гейзеров.
В начале XX века будущий президент Академии наук
СССР В. Л. Комаров, двигаясь от того же Узона к Кихпинычу, прошел буквально по
краю Долины. Более того, он видел клубы пара, поднимающегося из нее, но принял их
за фумаролы (парогазовые выходы), которых так много у вулканов Камчатки.
Основные условия возникновения гейзерного режима
были определены в ходе исследования пароводяных скважин Паужетского
месторождения. Позднее математические расчеты подтвердили, что периодическая
работа гейзеров связана с проводящей способностью канала при течении двухфазной
смеси в системе пласт. Из этих публикаций следует, что при неизменных условиях
в пласте (температура термальной воды, пластовое давление, водопроводимость) и
постоянстве сечения канала (ствола скважины) периодичность гейзера или работы
скважины с гейзерным режимом будет постоянной, с правильным ритмом. Однако
гейзеры Камчатки отличаются разнообразием деятельности, а их периодичность
изменяется в отдельные промежутки времени, на что обратила внимание еще Т.И.
Устинова (3, стр. 70-81).Наблюдения вначале на гейзерах Паужетки и затем в
Долине Гейзеров показали, что периодичность гейзеров изменяется под
воздействием метеорологических факторов и уровня режима поверхностных
водотоков.
Продолжительность работы гейзеров фиксировалась
на диаграмме регистрирующих приборов-уровнемеров типа Валдай и ГР-38.
Уровнемеры устанавливались в ручье или лотке, отводящих воду гейзера при изливе
воды или фонтанировании таким образом, чтобы вода при начале излива касалась
поплавка прибора. Движение поплавка передавалось барабану, на котором
происходила запись уровня при изливе и фонтанировании. Горизонтальная запись
самописца на диаграмме соответствует периоду, когда воды на поверхности нет, т.
е. стадии наполнения воронки гейзера. Вертикальный подъем линии на диаграмме
означает начало стадии фонтанирования. Моменты фонтанирования четко отражены на
диаграммах всех гейзеров, поэтому продолжительность цикла наиболее точно
определяется по расстоянию между пиками фонтанирования.На Камчатке впервые
гейзеры русские первопроходцы обнаружили, вероятнее всего, в ноябре – декабре
1703 г. Это были казаки Р. Преснецов, И. Могилев и Т. Смердов, посетившие термы
на речках Паужетке и Банной (3, стр. 70-72).Первооткрыватель Татьяна Ивановна
Устинова, геолог заповедника, вместе с проводником Крупениным, пытаясь найти
ответ на вопрос, почему вода в одной из рек теплее, чем в других, угодила под
струю гейзера. Этот гейзер впоследствии был назван «Первенцем». Так было
сделано одно из крупнейших географических открытий двадцатого века.Летом того
же года заповедник организовал специальный выезд для обследования этой теплой
речки. Достичь ее удалось со стороны верховий. В результате осмотра в долине
было обнаружено несколько крупных гейзеров и множество активно пульсирующих
горячих источников разной величины, в том числе весьма мощных.То, что эти
гейзеры не были известны до 1941 г., объясняется расположением их в удаленной
от населенных пунктов и весьма труднодоступной местности на территории
Кроноцкого заповедника. Охотники не посещали этих районов, экспедиции обычно не
попадали туда, а немногие, бывавшие поблизости, не спускались в крутостенную
труднодоступную долину реки Гейзерной.Крупные гейзеры на Камчатке были обнаружены
в 1942 году в долине реки Гейзерной (Долина Гейзеров), вблизи вулкана Кихпиныч.
Всего на Камчатке до схода селевого потока 3 июня 2007 года было около 100
гейзеров, из них около 20 – крупных, по величине и силе извержений не
уступающих действующим гейзерам Исландии, Йеллоустонского национального парка
США и Новой Зеландии. Самый большой гейзер Камчатки – Великан, выбрасывающий
струи воды высотой 40 метров и пара высотой несколько сот метров.Глубокое
тектоническое ущелье, в теснине которого столь компактно “укрылись”
многочисленные гейзеры (туристический термин “Долина Гейзеров” с позиций
геоморфологии очень неудачен), надежно скрыт для обзора с побережья массивом
вулкана Кихпиныч. Его постройки возвышаются и господствуют над окрестными
территориями. Очень вероятно, что психологическое воздействие частой активной
деятельности этого самого молодого из голоценовых вулканов Восточной Камчатки
(7, стр. 75) было настолько весомо, что никогда и никто из аборигенов,
расселявшихся вдоль побережья Кроноцкого залива, даже не приближался к Долине
Гейзеров. Возраст людских поселений здесь датируется максимум 2500 годами (3,
стр. 137 ). В указанный период вулкан многократно имел возможность
продемонстрировать предкам ительменов их наихудшие опасения и активно участвовал
в формировании их мифологии. Наиболее мощно свою активность Кихпиныч проявил
около 600 лет назад, заключительные же извержения имели место всего несколько
сот лет назад. По неподтвержденной версии Кихпиныч с ительменского переводится,
как “Огненная река”. Во всяком случае, это была бы весьма адекватная, образная
реакция, долгоживущее в памяти поколений, “запечатление” аборигенами движения
мощных раскаленных лавовых потоков, память о которых, вероятнее всего, хранили
потомки очевидцев этих событий и в зиму 1739 г.
Более поздние исследования, начались наиболее
интенсивно с построением научного стационара в 1972 г. Знаменательным
“аккордом“ в познании этого уникального объекта является открытие в 1975 г.
В.Л. Леоновым и В.С. Каляевым “Долины Смерти“. Хотя мофеты и фумаролы в
верховьях р. Гейзерной были обследованы еще в 1941 г., после обнаружения
массовой гибели здесь животных, последующие анализы показали, что столь
своеобразный газовый “коктейль” резко выделяет камчатскую “Долину Смерти” от
аналогичных, достаточно простых по составу, преимущественно “углекислых”
западин, понижений в вулканических районах. Феномен Долины Смерти лишний раз
доказал, что многообразное проявление поствулканической деятельности в долине
р. Гейзерной не уступает своеобразию аналогичных районов в Исландии,
Йеллоустоне и Новой Зеландии.
Гейзеры Америки.
Территория Yellowstone National Park была
открыта экспедицией М. Льюиса и В. Кларка в 1805 году.
Рис. 6. Йеллоустонский национальный парк, штат Вайоминг
Только в 1807 г. американский траппер Джон
Колтер, отделившийся от экспедиции М. Льюиса и В. Кларка, первым “из
бледнолицих” набрел на гейзеры и прочие, потрясшие его воображение,
достопримечательности Йеллоустона ( см. рис.6) . Но еще несколько десятилетий
спустя его рассказы об увиденном вызывали лишь дружный скепсис слушателей, как
типичные байки охотника, одичавшего за полгода в окружении исключительно
индейском. До первой профессиональной информации (сообщение Куна и Фальстона в
Геологическом комитете США в 1869 г.) о наиболее грандиозном (как впоследствие
оказалось) проявлении гейзеров на Земле, прошло немало времени. Незадолго до
этого примечательного события в проповеди миссионера Р. Тейлора впервые (в 1850
г.) упоминается о гейзерах в другом полушарии света: в Новой Зеландии, в
местечке Оракеикорако. Книга путешествий лорда Д. Маккензи на острове Исландия,
изданная в 1811 г. наконец привлекла серьезных исследователей к этому явлению.
Известный химик Р. Бунзен, затем другие исследователи исландских гейзеров
заложили научные основы в этой области. Импульс к изучению мощных
новозеландских гейзеров придала публикация в 1867 году Ф. фон Хольстеттера.Но
лишь в 1869 году здесь появилась первая научная экспедиция, исследовавшая
гейзеры и горячие источники. По результатам этой и нескольких последующих
экспедиций, президент Улисс Грант подписал закон о создании первого в мире
природного охраняемого государством парка.National Park был основан в 1872 году
и стал первым в мире Национальным парком. Парк знаменит многочисленными
гейзерами и горячими источниками. Но не менее интересен он своим животным
миром, водопадами, живописными ландшафтами. 80% территории покрыта лесом. В
1988 году в результате катастрофических пожаров выгорела треть, но теперь
некогда голые склоны вновь покрыты молодой порослью. В северо-восточной части
находится один из крупнейших в мире окаменелых лесов. Парк почти целиком
расположен в штате Вайоминг на одноименном плато, на средней высоте примерно
2400 м над уровнем моря. Почти со всех сторон плато ограничено хребтами высотой
от 2700 до 3400 метров над уровнем моря. Ученые считают, что в районе парка
магма находится всего в 40 милях от поверхности земли, в то время как обычно
эта глубина достигает 90 миль.
Гейзеры Новой Зеландии.
Мощный и самый красивый гейзер Новой Зеландии –
Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого
туфа, исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886 году. Другой
новозеландский гейзер – Уаимангу – самый большой и мощный на Земле – действовал
нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов с 1899 года по 1904 год. Он выбрасывал
при каждом извержении около 800 тонн воды, и захваченные струей камни
поднимались до высоты 457 метров. Действие гейзера прекратилось вследствие
понижения на 11 метров уровня воды в соседнем озере Таравера. Из современных
новозеландских гейзеров выделяется Похуту, периодически фонтанирующий на высоту
20 метров.
В 1642, голландский исследователь Абель Тасман
приблизился к западному побережью Новой Зеландии; но любые мысли о пребывании
на острове исчезли после того, как нескольких членов его команды убили и съели
аборигены. В 1769, капитан Джеймс Кук проплывал около двух главных островов на
борту своего “Endeavour”. Он и установил первый контакт с Маори (не
обошлось без применения силы), сразу распознав все выгоды этого острова и
раскрыв потенциал новооткрытой земли, а потом и захватил эту территорию для
британской короны перед тем, как отплыть далее, в Австралию.
. Влияние на окружающую среду и деятельность
человека
В недрах нашей планеты заключена поразительная
по своим масштабам сила, то и дело желающая вырваться наружу. Извержения
вулканов, землетрясения, дрейф материков – все эти явления происходят из-за
накопленной глубоко под землей теплоты, названной учеными геотермальной
энергией. Она образуется во внутренней оболочке Земли – ядре, представляющем
собой кипящий железоникелевый бульон и разогревающий окружающие горные породы
до чрезвычайно высоких температур. Происхождение этого внутреннего тепла до
конца не ясно. На данный момент считается, что повышение температуры происходит
за счет выделения тепловой энергии при распаде входящих в состав ядра
радиоактивных изотопов урана и тория. Но есть и альтернативные версии,
связывающие это явление с действием магнитного поля Земли, гравитационными
процессами и высоким давлением в центре планеты.
Если верить теоретическим расчетам, температура
земного ядра достигает 5.000 °C. Этой огромной температуры достаточно, что бы
«прогреть» всю планету до поверхности. Но так как структура земной коры
неоднородна и различные породы по-разному поглощают тепло, существуют районы с
более высокой и более низкой температурой. Эту особенность описывает
специальный геологический термин – геотермическая ступень, обозначающая
глубину, на которой температура горных пород повышается на один градус. Разброс
этого показателя значительный – от 5 до 150-200 м, но в основном на планете он
составляет 30-40 м.
Международное энергетическое агентство разделило
ресурсы, в которых заключена геотермальная энергия, на пять видов. Это нагретые
в подземных резервуарах сухой и влажный пар, горячая вода, раскаленные скальные
породы и магма – субстанция, представляющая собой расплавленные до 1300
градусов «внутренности» Земли. Иногда, в сейсмически активных районах, эти
аккумуляторы подземной теплоты по трещинам поднимаются на поверхность, и
образуют горячие озера, гейзеры и вулканы. Такие места являются самыми
выгодными для развития геотермальной энергетики – близко к поверхности
находятся ресурсы, нагретые до экстремально высоких температур, а значит,
несущие значительные запасы энергии.Исландия первой в мире – в сороковых годах
прошлого века – стала развивать геотермальную энергетику: действительно, как не
воспользоваться источниками, бьющими из-под земли? Природная горячая вода течет
здесь из крана, ею обогревают помещения и дороги.
Источник геотермальной энергии – это внутренняя
теплота нашей планеты. Там так горячо, что плавятся камни и вытекает жидкая
магма. От высокой температуры нагреваются грунтовые воды. Они пробиваются к
поверхности земли как тепловые источники и гейзеры. Выходящую горячую воду и
пар можно использовать для выработки электроэнергии или использовать их по
прямому назначению. Также имеет смысл закачивать холодную воду внутрь пород и
получать нагретую для выработки электричества. Области, которые хорошо развили
геотермические системы, расположены в геологически активных зонах. У них есть
непрерывный, сконцентрированный тепловой поток, выходящий на поверхность.
Например, в Исландии геотермическая энергия, вызванная постоянным движением
геологических пластин вкупе с вулканической природой острова, используется,
чтобы нагреть 95 % всех домов. Одна форма энергии, полученная от нетрадиционных
источников, которую используют люди, является мощностью гейзера. Для этого типа
мощности также важно быть расположенным около границы архитектурной пластины
(9, стр. 126- 215).
Камчатка. Западные отроги вулкана Кихпиныч. Здесь начинается глубокое ущелье, на дне которого ровно шестьдесят лет назад была открыта Долина гейзеров. С тех пор здесь побывали десятки тысяч человек. Это и мало, и много. Мало — для такого уникального места, как Долина, много — для крохотного участка земли, насыщенного природными чудесами. В сущности, все эти годы шла борьба: одни любой ценой стремились попасть в Долину, другие старались уберечь ее от разграбления. В конечном счете своей цели добились и те, и другие.
О подлинном, геологическом возрасте Долины гейзеров можно лишь догадываться: ясно, по крайней мере, что он насчитывает не одну тысячу лет. Однако природа сумела хорошо «спрятать» свой шедевр: до 14 апреля 1941 года никто о существовании Долины даже не подозревал. Ительмены, древние жители Камчатки, чьи поселения на берегу океана располагались менее чем в 30 километрах от Долины, не рисковали забираться глубоко в горы: вулканы и горячие источники всегда внушали им суеверный страх. Ничего не слышали о Долине гейзеров первые исследователи Камчатки, участники знаменитой экспедиции Беринга — Степан Крашенинников и Георг Стеллер. В 1854 году путешественник Карл Дитмар прошел со своим отрядом всего в 14 километрах от Долины, а в 1909-м совсем близко от нее стоял лагерем Владимир Комаров. Участники его экспедиции видели странные белые дымы, поднимавшиеся со дна ущелья, но Комаров не стал спускаться с лошадьми по крутым отрогам. Хаос хребтов и распадков, в котором «родилась» Долина, мог отпугнуть любого.
В 1934 году на Камчатке был образован Кроноцкий государственный заповедник — и вот что удивительно: Долина гейзеров, о которой тогда еще никто не знал, словно по воле Провидения, оказалась внутри заповедной территории!
В апреле 1941-го сотрудник заповедника Татьяна Устинова и проводник-ительмен Анисифор Крупенин, обследуя русло реки Шумной, вошли в узкий проход между скалами и остановились неподалеку от устья неизвестного притока. В это время всюду еще лежит снег. С трудом устроившись на крутом заснеженном склоне, уставшие путники решили перекусить. На противоположном берегу Шумной виднелась протаявшая каменистая площадка, над которой вился легкий парок, — очевидно, горячий источник, коих на Камчатке бесчисленное множество. Неожиданно одна из струек источника стала разрастаться и в считанные мгновения превратилась в могучую струю кипятка, бьющую прямо через реку! Перепуганные люди подхватились — надо спасаться! — впрочем, быстро выяснилось, что кипяток до них не добивает. Фонтанирование закончилось так же внезапно, как и началось, и Устинова поняла, что перед ней настоящий гейзер — первый на Камчатке. Она назвала его Первенцем.
В тот снежный апрельский день Устинова повернула назад, не зная еще, какой фантастический мир ожидает ее летом, когда она сумеет пробраться в среднее течение этого притока, названного позднее рекой Гейзерной. Она обнаружила в Долине более 20 крупных гейзеров. Великан, Жемчужный, Сахарный, Тройной, Конус, Фонтан, Малый, Большой — вот некоторые данные ею имена. Но кроме самих гейзеров был еще и тот уникальный мир, который они вокруг себя сотворили. Кипящие ключи и горячие озера, грязевые котлы и парящие ямы, сотни разноцветных термальных источников, невероятная раскраска склонов, по которым струится горячая вода, — все это вместе с буйной зеленью трав создавало сказочное зрелище.
С конца 50-х годов, после того как были опубликованы первые обстоятельные описания Долины гейзеров, у большинства советских граждан появилась почти вожделенная цель: побывать здесь. Покидая Долину, приезжие уносили с собой не только незабываемые впечатления, но и кусочки гейзерита — минерала, образующегося вокруг гейзеров, — оставляли же мусор, вырубленные деревья и вытоптанные склоны. Сколотый вандалами гейзерит быстро «увядал», теряя всю свою привлекательность, все богатство красок. Жадность и невежество «коллекционеров» не позволяли им понять, что необычные цвета и оттенки гейзерита рождены живущими на нем уникальными организмами — термофильными водорослями и бактериями, не способными существовать вне привычной для них среды.
Угроза необратимой деградации Долины стала настолько реальной, что в 1975 году ее закрыли «на благоустройство», которое продлилось без малого двадцать лет! После закрытия Долины поток приезжих сократился в десять раз. Но изолировать Долину от «диких» туристов все равно полностью не удавалось. Ни отсутствие карт, ни трудности перехода, ни капризы камчатской погоды, ни административный запрет не могли нейтрализовать притяжение Долины.
По сравнению со скоротечностью человеческой жизни чудеса природы представляются бессмертными. Однако это неверно: подлинное чудо может быть хрупким и недолговечным. Стоит вспомнить хотя бы о судьбе самого большого гейзера Земли. Он «родился» в Новой Зеландии на рубеже ХХ века. Столб кипятка, черной грязи и камней взмывал на четырехсотметровую высоту! Чудовищный фонтан клокотал несколько часов, потом опадал, чтобы взметнуться вновь более чем через сутки. Величайший из гейзеров просуществовал всего четыре года. Подпруженное извержением вулкана озеро промыло естественную плотину, уровень воды упал, и гейзер превратился в заурядный источник.
Не нужно обладать богатым воображением, чтобы представить возможную картину гибели Долины гейзеров. Зловещий гул землетрясения, туча пепла над Кихпинычем, обвалы, оползни, сель — и вот там, где были гейзеры, громоздится груда каменных обломков, из-под которых выбиваются грязные ручьи и струйки пара…
Этот апокалиптический сценарий подсказан тайфуном «Эльза», обрушившимся на Камчатку 4 октября 1981 года. Тогда, буквально в одночасье, Долина получила катастрофические разрушения. Дожди, порожденные тайфуном, не прекращались трое суток — уровень Гейзерной поднялся на три метра, и река превратилась в бешеный поток грязи и камней. Небывалый напор воды сдвинул с места громадные глыбы-валуны: они буквально «перепахали» русло реки, и то, что попалось им на пути, было, естественно, разбито или уничтожено. Так, перестал существовать гейзер Большая Печка (кстати, это был самый опасный из гейзеров Долины: он «выстреливал» горизонтально как раз на высоте человеческого роста), получил серьезные повреждения источник Малахитовый Грот — краса и гордость Долины.
Но шли годы, и Долина оживала… Каждый, впервые попадающий сюда, испытывает на себе ее магнетическую силу. После того как проходит изумление от увиденного и ослабевает инстинктивный страх перед парящей и плюющейся кипятком твердью, трудно бывает не поддаться своеобразному «гипнозу красоты», когда вдруг возникает ощущение, что все вокруг — фантастический сон, а ты — его участник, которому, как в любом сне, ничто угрожать не может.
Но Долина не прощает ротозейства и ежегодно собирает «дань» из ошпаренных конечностей. Сами гейзеры в общем опасности не представляют: мало кому придет в голову наклоняться над гейзером, когда он заполнился водой. Что касается фонтана, то он быстро остывает и падает на землю нестрашным горячим душем. Наиболее опасные места в Долине покрыты привлекательной на вид травкой — иной раз так и хочется встать на зеленый лужок. Человеку, не знакомому с коварством Долины, трудно предположить, что под ласкающим взгляд покровом скрывается обжигающая жижа, и нога, не встретив опоры, уйдет вглубь, как в масло! Доверять в Долине можно только полыни. Это неказистое растение выбирает абсолютно надежные места, куда по каким-то таинственным законам дьявол подземного мира ступить не имеет права. Впрочем, справедливости ради, следует сказать, что за всю свою историю Долина гейзеров не потребовала себе в жертву ни одного человека. Известен лишь один трагический эпизод, но его «героем» стал медведь, сорвавшийся весной с обледенелого склона прямо в кипящий источник, который с тех пор назвали Коварным. Долгое время камень на краю этого источника хранил следы когтей отчаянно боровшегося за свою жизнь зверя…
Человек, проведший в Долине гейзеров несколько дней, может почувствовать усталость: слишком красиво, слишком фантастично это место. Но тот, кто побывал в Долине однажды, стремится попасть туда еще и еще. Причина этой тяги — в неразгаданности Долины, ведь любая тайна — страшный магнит…
Андрей Нечаев
Размещено на http://www.allbest.ru
МУНИЦИПАЛЬНОЕ АВТОНОМНОЕ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ «ЛИЦЕЙ № 14 ИМЕНИ ЗАСЛУЖЕННОГО УЧИТЕЛЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ А.М. КУЗЬМИНА»
РЕФЕРАТ
«ГЕЙЗЕРЫ»
Автор: Галкин Матвей,
ученик 6 В класса
Тамбов 2015
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая – кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Гемйзер – источник, периодически выбрасывающий фонтаны горячей воды и пара. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. гейзер камчатка йеллоустонский
Свое название такие источники получили от Великого Гейзера в Исландии, струя которого 200 лет назад била вверх на 60 м каждые полчаса.
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям, в их дне или стенках находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами – либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность.
Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность почти постоянна, у вторых – изменчива, у разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали – Часы. А Старый Служака Йеллоустонского парка бьет каждый час. Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается – и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение.
Высота фонтана гейзеров, как и температура воды на выходе, сильно различается, но последняя обычно колеблется от 75° до 100°С.
Вода, выбрасываемая гейзером, относительно чистая, слабо минерализованная (1- 2 грамма на литр), по химическому составу – хлоридно-натриевая или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевая, содержащая относительно много кремнезёма, из которого у выхода канала и на склонах образуется порода – гейзерит. Главная масса воды гейзера – атмосферного происхождения, возможно, с примесью магматической воды.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита – отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета – розовый, серовато – желтый, коричневый.
Характерной чертой гейзеров является их короткая жизнь, часто они «умирают» за счет обвалов стенок канала, понижения уровня грунтовых вод. Наиболее грандиозным гейзером был Уаймангу (что значит «Крылатая вода») в Новой Зеландии, существовавший всего 5 лет и выбрасывавший мощный фонтан почти на полкилометра вверх.
Гейзеры можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США – в Йеллоустонском национальном парке, в Японии.
ИЗВЕСТНЫЕ ГЕЙЗЕРЫ
Крупные гейзеры на Камчатке были обнаружены в 1941году в долине реки Гейзерной (Долина Гейзеров), вблизи вулкана Кихпиныч. Всего на Камчатке до схода селевого потока 3 июня 2007 года было около 100 гейзеров, из них около 20 – крупных, по величине и силе извержений не уступающих действующим гейзерам Исландии, Йеллоустонского национального парка США и Новой Зеландии. Самый большой гейзер Камчатки – Великан, выбрасывающий струи воды высотой 40 метров и пара высотой несколько сот метров.
В Исландии действует около 30 гейзеров, среди которых выделяется Прыгающая Ведьма (Грила), извергающий пароводяную смесь на высоту 15 метров приблизительно через каждые 2 часа. На острове также расположены один из самых активных гейзеров мира – Строккур, извергающийся каждые 5-10 минут, и Гейсир (Старый Гейсир), наиболее известный гейзер, давший наименование явлению.
Среди гейзеров Йеллоустонского национального парка (около 200) самые большие – Гигант и Старый Служака. Первый выбрасывает пар и воду на высоту до 40 метров с периодом в 3 дня, второй – на высоту 42 метров через каждые 53 -70 минут.
Мощный и самый красивый гейзер Новой Зеландии – Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого туфа, исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886. Другой новозеландский гейзер – Ваймангу – самый большой и мощный на Земле – действовал нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов с 1899 по 1904. Он выбрасывал при каждом извержении около 800 тонн воды, и захваченные струей камни поднимались до высоты 457 метров. Действие гейзера прекратилось вследствие понижения на 11 метров уровня воды в соседнем озере Таравера. Из современных новозеландских гейзеров выделяется Похуту, периодически фонтанирующий на высоту 20 метров.
ИНТЕРЕСНЫЕ ФАКТЫ:
ПАРЯЩИЙ ГЕЙЗЕР. Он выглядит так, будто был взят с другой планеты или же из нового и очень дорогого научно-фантастического фильма. Парящий гейзер (Fly geiser) считается одним из самых прекрасных творений природы на земле (точнее в США). Гейзер был обнаружен в долине Хуалапай недалеко от Герлеха. Этот феномен, как и земля, считается частным владением. Его можно разглядеть с дороги State Road 34, но для этого нужно получить разрешение. А теперь немного предыстории. В 1916 году землевладельцы занимались поисками воды для орошения земли в этом штате. Они пришли в это место и стали проводить работы по бурению. В итоге бур, которым сверлили землю, попал в геотермальное пространство воды, в результате чего и образовался гейзер.
Одним из красивейших гейзеров Йеллоустоунского парка считается Old Faithful (Олд-Фейтфул). Гейзер выбрасывает до 30000 литров кипящей воды каждые 30-80 минут, высота потока – 30-56 метров. На смотровой площадке перед гейзером Old Faithful собирается огромное количество туристов, до 2000 человек.
Средний бассейн гейзеров (Midway Geyser Basin) в Йеллоустоунском парке собрал в себе множество гейзеров и источников разного размера. Самым популярным среди них является Большой призматический источник (Grand Prismatic Spring). Источник пестрит яркими цветами – это результат жизнедеятельности миллионов бактерий в богатой минералами воде.
На Камчатке, на территории Кроноцкого биосферного заповедника в глубоком каньоне раскинулась Долина гейзеров. Она простирается на расстояние 3,5 км вверх по течению реки Гейзерной. Долину гейзеров обнаружили рядом с вулканом Кихпиныч в 1941 г. В долине более 20 крупных гейзеров. Некоторые из них фонтанируют каждые 10-12 мин., другие извергаются один раз за 4-5 ч. Самый большой гейзер – Великан – находится на правом берегу реки. Его струя поднимается на высоту 40 м, а продолжительность извержения достигает 4,5 ч.
5 МИФОВ О ГЕЙЗЕРАХ
1. ГЕЙЗЕР – ПОТЕНЦИАЛЬНЫЙ ВУЛКАН
Извержения вулкана и гейзера похожи, поэтому бытует мнение, что любой гейзер может стать вулканом. На самом деле это не так. Для существования гейзеров действительно необходима близость к районам вулканизма и наличие на глубине магматического очага. Но в отличие от вулкана в работе гейзеров магма выполняет лишь функцию подогрева воды. Извержение гейзера невозможно без наличия вертикальных или наклонных трещин в земле, резервуаров, заполняемых грунтовыми водами, и постоянного притока этих вод.
2. ВОДА, ИЗВЕРГАЕМАЯ ГЕЙЗЕРАМИ, – ПОДЗЕМНАЯ
Это не совсем так. На самом деле подземная вода – это, по сути, вода от талых и дождевых вод. Она попадает в гидротермальную систему, движется по подземным водоносным слоям. В процессе движения вода нагревается от магмы и выходит на поверхность в виде гейзера или горячего источника. Этот путь может занимать несколько сотен лет, поэтому и принято называть эту «выдержанную» воду подземной.
3. ГЕЙЗЕРЫ ПОСТОЯННО ИЗВЕРГАЮТ СТРУЮ ПАРА И ВОДЯНОЙ СТОЛБ
Существуют четыре стадии работы гейзера: излив, фонтанирование, парение и наполнение или восстановление уровня воды в канале. У каждого гейзера эти стадии занимают разное время – несколько минут или часов, в зависимости от размеров гейзера, формы и его расположения в земле. Определить, что вскоре над землей появится струя воды, сложно. Нужно знать характер конкретного гейзера, чтобы предсказать, что вскоре начнется извержение. Например, для гейзера Великан не существует способа распознать, перерастет ли очередной всплеск в извержение. А вот за 10-15 секунд перед извержением гейзера Щель раздается шум воды.
4. ЖИЗНЬ В КИПЯТКЕ И ВБЛИЗИ НЕГО НЕВОЗМОЖНА
При извержении температура воды достигает как минимум +98 °С. Казалось бы, выжить в такой среде ни одно существо не способно. Но это не так. В водах долины широко распространены термофильные синезеленые водоросли. Этот тип древнейших организмов Земли (они заселили водоемы планеты около трех миллиардов лет назад) предпочитает для развития температуры свыше 45 °С. Кроме того, на склонах долины растет скрученник китайский – редкая орхидея. А вблизи гейзеров обитают личинки мух-львинок (Odontomiya argentata) и мух-береговушек (Scatella stagnalis). Они ползают по внутренним каменистым сводам гейзеров, зачастую попадая в их мелкие струи, оставаясь и после этого активными. Высокотемпературный режим усиливает обмен веществ насекомых, и потому цикл их развития завершается даже при недостатке корма и других неблагоприятных факторах. Тепло земли для выведения потомства используют и птицы. Так, трясогузка вьет гнезда и откладывает яйца на прогретых почвах. Благодаря этому природному инкубатору птенцы в Долине гейзеров появляются раньше, чем на остальной территории Камчатки.
5. ВОДА В ГЕЙЗЕРАХ ЧИСТАЯ И ПОЛЕЗНА ДЛЯ ЗДОРОВЬЯ
Считается, что все природное, не тронутое человеком, полезно. Часто это справедливо. Но не в этом случае. Вода в гейзерах долины не только не полезна людям, но даже опасна для них. В ней содержатся такие токсичные элементы, как ртуть, мышьяк и сурьма. Причем норма предельно допустимой концентрации мышьяка для питьевых вод в реке Гейзерной превышена более чем в 10 раз, а сурьмы – более чем в 3 раза.
Размещено на Allbest.ru
…
Функционирование гейзеров отличается наличием периодов покоя, заполнения котловины водой, фонтанирования смеси пара и воды, завершения выброса пара и вновь перехода в стадию покоя. Гейзеры делят на две группы: регулярные и нерегулярные. У тех источников, которые относятся к первой группе, продолжительность цикла и его отдельных периодов относительно постоянна, у нерегулярных гейзеров изменчива. У разных гейзеров стадии могут длиться минуты, десятки минут, а продолжительность периодов покоя может составлять от нескольких минут до нескольких дней. Деятельность гейзеров не длительная, что связано с несколькими факторами, в частности, уменьшением течения подземных вод у каналов, снижением теплового потока, др.
Гейзеры фонтанируют, извергая воду на большую высоту. Например, гейзер Великан на Камчатке с периодичностью в 5-6 часов выбрасывает струю воды диаметром 3 м и высотой до 50 м. А на территории Северной Америки гейзер «Старый служака» каждый час поднимает водный столб на высоту 80 м.
Вода, выбрасываемая гейзерами на земную поверхность, чистая, слабо минерализованная, с повышенным содержанием кремнезема. Такая порода, как гейзерит, близкая по структуре к опалу, формируется у выхода канала гейзера именно из кремнезема. Химический состав воды хлоридно-натриевый или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевый. Вода, выбрасываемая гейзерами, атмосферного происхождения, с примесью конденсата влаги магмы.
Общепринятой считается нижеописанная гипотеза о механизме возникновения гейзеров. Вода, просочившаяся в канал из пластов горных пород, в нижних его отделах нагревается и закипает с образованием пара, который и выбрасывает воду наружу.
Похожие материалы:
Гейзер
Есть на свете
удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в
них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это
гейзеры.
Их можно
увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в
Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в
Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут
иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных
углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно
потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются
и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры
каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали —
Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный —
каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь
раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение
кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает
бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер
на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту
несколько сотен метров.
Красиво и само
извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений
кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные
цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров
пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные
бассейны.
Не все гейзеры
«долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только
шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом
извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.rin.ru/cgi-bin/index.pl
Московский Государственный Университет
Инженерной экологии
Реферат на тему: «Гейзеры»
Выполнила: Мухиева Н.А.
Группа Н-37
Проверил: Буланов С.А.
Москва, 2011 г.
Содержание
Введение
.Определение и сущность явления
.Динамика
.Причины возникновения
.Классификация
.Распространение
.История открытия
.Влияние на окружающую среду и деятельность человека
.Влияние человека и возможности управления
. Прогнозирование
Список литературы
Введение
Гейзеры одно из самых удивительных явлений природы. Они распространены во многих частях Земли и прекрасно дополняют живописные долины. Даже если бы из гейзера не била в воздух огромная струя воды, он все равно оставался бы одним из наиболее интересных чудес природы. Гейзер действительно представляет собой горячий источник, а горячий источник – это уже само по себе удивительно. Вот отверстие в земле, наполненное горячей водой.Целью этого реферата является раскрытие красоты гейзеров и их пользы для человечества. На нашей планете множество прекрасных и удивительных уголков, но гейзеры поражают воображение своей мощью и одновременно неповторимостью. По сравнению с остальными географическими открытиями гейзеры стали известны сравнительно недавно и поэтому их изучение еще интересней. Наблюдение за извержением гейзера можно сравнить с извержением вулкана, с одной лишь разницей, что наблюдение за гейзером более безопасно. Долгое время возникновение и принцип извержения гейзеров были не ясны, но это не умаляет их достоинства. Хотелось бы, чтобы после прочтения данного реферата гейзеры стали интересны еще кому-нибудь и открыли бы для себя что-то новое или полезное. Выбор этой темы обусловлен тем, что о гейзерах очень мало информации (что было подтверждено в ходе подготовки реферата), т.к. каждый день мы слышим о вулканах, землетрясениях и других явлениях.
1.Определение и сущность явления
Гейзеры (исландский geysir – хлынуть) – это периодически фонтанирующие источники горячей воды с паром. Гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма, распространены в областях современной вулканической деятельности. Свою известность и название они получили в Исландии, где наблюдались впервые.
Рис. 1. Гейзер.
. Динамика
Каждый гейзер приурочен обычно к округлому отверстию или грифону. Грифоны бывают различных размеров. В глубине этот канал переходит в тектонические трещины. Весь канал заполнен перегретой подземной водой. Её температура в грифоне может быть 90-98 градусов, в то время как в глубине канала она значительно выше и достигает 125-150 градусов и более. В определённый момент в глубине начинается интенсивное парообразование, в результате колонна воды в грифоне приподнимается. При этом каждая частица воды оказывается в зоне меньшего давления, начинается кипение и извержение воды и пара. Куда ни бросишь взгляд, из растрескавшейся почвы с шипением вырываются струи пара, а на поверхности земли, изобилующей кратерами, в некоторых местах пенится вода из скрытых источников – горячая как кипяток. (1, стр. 113-122)
Рис. 2. Гейзер и схема его образования
Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь, проходят длинный путь по трещинам. Они растворяются в подземных водах и нагревают их. Такая вода и выходит на поверхность Земли в виде бурлящих горячих ключей, различных минеральных источников, гейзеров. Механизм действия гейзеров, периодически выбрасывающих воду на поверхность, еще не совсем выяснен. Ученые предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их проходов, трещин и каналов, встречающихся в застывших лавовых потоках (См. Рис.2). Эти пещеры и заполняются циркулирующими горячими подземными водами, которые под действием перегретых паров, поднимающихся от магматических очагов, нагреваются до температур выше точки кипения воды ( 8, стр. 126).Извержения гейзеров зависят от величины подземных камер и каналов, от расположения трещин, по которым поступает тепло из магматического очага, от количества и скорости притока грунтовых вод. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении в 1 атм на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура кипения повышается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку кипения воды на дне канала. Нагретый нижний слой воды делается менее плотным и поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности спускается вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Перегретая вода, поднимаясь по каналу, достигает того уровня, на котором давление столба воды уменьшается настолько, что она может вскипеть, а упругость водяного пара сможет выбросить ее с огромной силой вверх в виде кипящего фонтана (см. Рис.3).Если канал гейзера широкий и более или менее правильной формы, вода перемешивается, закипает и периодически выплескивается на поверхность в виде горячего фонтана. Если же канал извилистый и узкий, вода не может перемешиваться и нагреваться равномерно. Вследствие давления сверху столба воды нижние слои воды оказываются перегретыми и не превращаются в пар. Пар выделяется лишь отдельными пузырями. Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность Земли небольшими фонтанами – предвестниками извержения. Вес столба воды в канале уменьшается, следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар. Давление пара снизу так велико, что он выталкивает воду из канала – и в воздух выбрасывается огромный фонтан кипятка и клубы пара.
Рис. 3. Схема действия гейзера. Находящаяся под гидростатическим давлением вода в подземных пустотах постепенно нагревается выше 100°. При достижении критической температуры она вскипает. Образующийся пар с шумом выбрасывается из гейзера, увлекая с собой кипящую воду.
Охлажденная выброшенная вода частично падает в чашу гейзера и попадает в его канал. Часть воды поднимается с глубин, но большая часть ее обычно просачивается в канал из боковых пород. В канале она нагревается, перегревается в нижних частях его, возникает снова пар, и происходят выбросы пароводяной смеси, т. е. гейзер начинает извергаться с полной силой. Таким образом, периодичность действия гейзеров зависит от размеров канала (но не от его формы), времени его заполнения водой и нагревания до температур, несколько превышающих точку кипения воды в местонахождении гейзера, что зависит от абсолютной высоты этой местности. После извержения канал постепенно заполняется подземной водой, частично водой, выброшенной при извержении и стекающей обратно в грифон. На некоторое время устанавливается равновесие, нарушение которого приводит к новому пароводяному извержению. Высота фонтанирования зависит от величины гейзера. Горячие источники и гейзеры появляются всюду, где вода через сложный лабиринт трещин и расселин находит выход на поверхность земли. При этом температура её иногда троекратно превышает точку кипения. Распространяющиеся пузырьки пара выталкивают воду через любую доступную трещину в земле. Если это скважина, то из земли бьёт горячий источник, а если маленькое отверстие, то вода гейзера пробивается вверх через регулярные промежутки времени. В одном из крупных гейзеров Иеллоустонского парка высота фонтана воды и пара достигала 40 метров.Самый знаменитый гейзер Иеллоустонского парка называется «Верный служака»: по нему можно проверять часы. Через каждые 65 с половиной минут он ровно в течение 4-х минут выбрасывает вверх эффектную струю воды. Особенно сильное парообразование можно наблюдать в прохладные месяцы – весной или зимой.
. Причины возникновения
Появление гейзеров на поверхности обусловлено наличием в глубине напорных термальных вод с температурой значительно выше 100° С. Только в этом случае существованием на возможно интенсивное парообразование в процессе подъема воды вверх, уменьшение объемного веса и как следствие извержение пароводяной смеси. Перерыв в извержении, что отличает гейзеры от постоянно действующих кипящих источников, связан с опережающим движением пара по каналу гейзера, самоохлаждением воды, а также несбалансированным поступлением перегретой воды по сравнению с возможностью выброса пароводяной смеси из канала с относительно большим сечением. На глубине в несколько сотен метров происходит быстрое повышение температуры воды до точки кипения. Выводной канал гейзера имеет изгибы, препятствующие выходу на поверхность пара и охлаждению воды путем конвекции (4, стр. 92).Полагают, что бoльшая часть изверженной воды поступает в канал гейзера через трещины с поверхности земли. Однако высокие температуры горных пород указывают на присутствие недавно застывшей или застывающей магмы на небольшой глубине; следовательно, часть воды может быть и магматического происхождения. Щелочные воды гейзеров содержат растворенный кремнезем. Края такого бассейна и прилегающей к нему площадки покрыты отложениями содержащегося в кипятке кремнезема. Эти отложения называются гейзеритом. Около некоторых гейзеров образуются конусы из гейзерита высотой до нескольких метров (См. Рис. 4).
Рис. 4. Отложения кремнезема.
Многие гейзеры окружены натеками разноцветного гейзе
Похожие работы
Вулканизм на земле и его географические следствия
Гейзер
Гейзеры
Долина Гейзеров
Иеллустонский национальный парк
Комбинированный урок “Вулканы. Горячие источники-гейзеры”
Природа Исландии
Роторуа – вулканический очаг с гейзерами, грязевыми и горячими источниками и разноцветными озерами
США. Иеллостоунский парк
США: Земля желтого дьявола
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Их можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям. Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой. Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали — Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный — каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту несколько сотен метров.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные бассейны.
Не все гейзеры «долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.rin.ru/cgi-bin/index.pl
Хотя гейзеры и приурочены к районам вулканической активности, на земле места их существования можно пересчитать по пальцам одной руки.
У многих гейзеров извержение происходит не одинаково, но всё же для этого процесса есть свои закономерности, объединяющие большинство гейзеров. Однако встречаются и исключения, гейзеры, которые по тем или иным признакам отличаются от большинства других. К примеру, гейзер Новый Фонтан в Долине гейзеров на Камчатском полуострове, у которого период фонтанирования во много раз превышает период состояния покоя. На механизм извержения гейзером влияет много факторов таких как: величины подземных камер, формы каналов и расположения трещин, количество и скорость притока в них грунтовых вод и от поступления тепла из глубины, а так же от давления водяного столба в канале гейзера.
Вода гейзеров содержит огромное количество минеральных веществ, названные гейзеритами, которые во время извержения оседают на грифе гейзера. Вокруг или в близи гейзером могут находится термы – термальные источники, которые в силу своего подземного строения не могут периодично фонтанировать. Температура в них достаточно высокая, а наличие в составе воды минеральных веществ нередко придает этим источникам целебные качества. Многие туристы, посещающие гейзерные долины приезжают ради оздоровления организма по средством оздоровительного воздействия на организм термальных источников.
С развитием технологий добыча геотермальной энергии начала развиваться во многих уголках мира – более чем в 70 странах тепловые насосы обеспечивают тепло и уют в частных хозяйствах, около 25 стран используют электричество, выработанное на геотермальных электростанциях (геоТЕС). Большой процент геотермальной энергии производят США, Филиппины, Мексика, Индонезия и Италия. Самая мощная геотермальная электростанция The Geysers построена в США, в Долине Больших Гейзеров. Ее мощность составляет 1500 МВт, что позволяет обеспечивать электричеством 60% северного побережья Калифорнии. Примером абсолютного успеха применения энергии земного тепла является Исландия. Она занимает первое место по производству геотермальной энергии на душу населения – 90% домов в Исландии отапливается за счет геотермальных источников и почти 30% электроэнергии в стране производят геоТЕС. [12]
По данным института вулканологии Дальневосточного Отделения Российской Академии наук, геотермальные ресурсы Камчатки оцениваются в 5000 МВт. Российский потенциал реализован только в размере немногим более 80 МВт установленной мощности (2009) и около 450 млн. кВт·ч годовой выработки. [12]
Есть на свете удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это гейзеры.
Их можно увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям. Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой. Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали — Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный — каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту несколько сотен метров.
Красиво и само извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные бассейны.
Не все гейзеры «долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Извержение «Большого Гейзера» очень своеобразно и красиво. Оно повторяется через каждые 20—30 часов и длится 2,5-3 часа. Подземный грохот, взрывы и легкое колебание почвы возвещают о наступающем извержении «Большого Гейзера». Вода в переполненном бассейне бурлит, выплескивается и переливается через края, стекая ручьями по конусу. Вдруг раздается сильный взрыв, и мощный фонтан кипятка взлетает на огромную высоту, бьет некоторое время и исчезает. Не успеет рассеяться пар, как вылетает еще более мощный и высокий столб кипятка, за ним еще и еще. «Большой Гейзер» фонтанирует на высоту до 30 м. Постепенно высота фонтана убывает, и наконец гейзер совсем стихает, только густой пар окутывает конус.
Суровая природа Исландии заставляет жителей использовать некоторые горячие источники для орошения полей.
На обогретых почвах выращивают овощи и злаки. Горячую воду источников применяют и для отопления домов в городах и поселках. Так, например, столица Исландии Рейкьявик полностью отапливается водами горячих источников.
На Северном о-ве Новой Зеландии вулканическая деятельность в значительной степени прекратилась, последствием ее остались горячие источники, гейзеры и струи паров. До 1904 г. здесь действовал гейзер «Вай-мангу». Это был самый большой гейзер в мире. Во время сильного извержения его струя выбрасывалась в воздух на 450 м. Но теперь этот гейзер совершенно исчез. Объясняют это снижением на 11 м уровня воды в ближайшем озере Таравера.
«Большой Гейзер» во время самого сильного извержения.
На берегу оз. Вайкато есть гейзер «Кроус-Нест» («Воронье гнездо»), извержение которого зависит от уровня воды в озере. Если вода стоит высоко, то гейзер извергается каждые 40 минут; если уровень воды низкий, то извержение происходит через 2 часа.
Многочисленные и разнообразные горячие источники и гейзеры находятся в Северной Америке на границе штатов Вайоминг и Монтана. Это живописное место называется Йеллоустонским национальным парком. Оно представляет собой высокое плоскогорье, изрезанное глубокими долинами рек и впадинами озер, окруженное высокими снежными хребтами Скалистых гор.
Несколько миллионов лет назад здесь происходили очень сильные вулканические извержения, следом которых и остался этот удивительный уголок природы. Из 200 гейзеров, находящихся в Деллоустонском парке, самым знаменитым считается гейзер «Старый Служака», названный так за правильность, с которой он извергается. Гейзер действует регулярно через каждые 53—70 минут; огромный фонтан поднимается на высоту до 50 м.
Считают, что при каждом извержении этот гейзер выбрасывает примерно 50 тыс. литров кипятка. В течение многих сотен лет он не прекращает своей деятельности, так же как и некоторые другие гейзеры и горячие источники Йеллоустонского парка.
Представьте себе, какое огромное количество тепла приносится этими гейзерами и горячими источниками на поверхность Земли! Предполагают, что тепло всех источников Йеллоустонского парка может расплавить около 3 Т льда в секунду.
Откуда же берется это тепло?
Гейзеры бывают в районах, где недалеко от поверхности залегает неостывшая магма. Выделяющиеся из нее газы и пары, поднимаясь, проходят длинный путь по трещинам. При этом они смешиваются с подземными водами, нагревают их и сами переходят в горячую воду с растворенными в ней различными веществами. Такая вода и выходит на поверхность земли в виде бурлящих горячих ключей, различных минеральных источников, гейзеров и т. п.
Извержение гейзера «Жемчужный» (Камчатка).
Ученые предполагают, что под землей гейзер состоит из пещер (камер) и соединяющих их проходов и трещин (каналов), встречающихся в застывших лавовых потоках. Эти пустоты заполняются циркулирующими подземными водами, на небольшой глубине от которых находятся неостывшие магматические очаги.
Извержение гейзеров происходит по-разному, в зависимости от величины подземных камер, от формы каналов и расположения трещин, от количества и скорости притока в них грунтовых вод и от поступления тепла из глубины. Из физики известно, что точка кипения воды при давлении в 1 атмосферу на уровне моря равна 100°. Если давление увеличивается, то температура кипения повышается, а при уменьшении давления она понижается. Давление столба воды в канале гейзера повышает точку кипения воды на дне канала. Вода при нагревании ее снизу приходит в движение; нагретый нижний слой воды делается легче и поднимается на поверхность, а более холодная вода с поверхности опускается вниз, где, согреваясь, в свою очередь, поднимается, и т. д. Таким образом, пары и газы, беспрерывно просачивающиеся по трещинам из глубины, согревают воду, доводя до кипения. Если канал гейзера широкий и имеет более или менее правильную форму, вода, перемещаясь (циркулируя), перемешивается, закипает и выплескивается на поверхность в виде горячего источника. Если же канал извилистый и узкий, вода не может смешиваться и нагревается неравномерно. Вследствие давления сверху столба воды, внизу вода оказывается перегретой и не превращается в пар. Пар выделяется отдельными пузырями. Накапливаясь внизу, сжатый пар стремится расшириться, давит на верхний слой воды в канале и поднимает ее настолько, что она выплескивается на поверхность земли, поднимаясь небольшими фонтанами — предвестниками извержения. Выплескивание воды уменьшает вес столба воды в канале; следовательно, давление на глубине понижается, и перегретая вода, находясь выше точки кипения, мгновенно превращается в пар.
Гейзер в разрезе. Штрихами показана вода, а кружками — газы.
Давление пара снизу так велико, что выталкивает воду из канала в виде огромных фонтанов кипятка и клубов пара. Величина фонтанов гейзеров и характер их действия зависят от величины и расположения подземных камер, каналов и силы давления пара.
Доклад: Гейзер
Гейзер
Есть на свете
удивительные фонтаны, они действуют сами по себе, без участия человека. Вода в
них горячая — кипяток. Бьют они прямо из-под земли на десятки метров вверх. Это
гейзеры.
Их можно
увидеть в нашей стране на Камчатке, в Исландии, в Новой Зеландии, в США — в
Йеллоустонском национальном парке, в Японии. От названия местечка Гейзер в
Исландии, где били горячие фонтаны возник термин «гейзер».
Гейзеры могут
иметь вид небольших усеченных конусов с крутыми склонами, чашеобразных
углублений, котловинок, низких, очень пологих куполов, различной формы ям.
Гейзеры всегда соседствуют с вулканами — либо действующими, либо недавно
потухшими. От выделяющихся из магмы раскаленных паров и газов подземные воды нагреваются
и горячим фонтаном или источником выходят на поверхность. Извергаются гейзеры
каждый по-своему, через определенные промежутки времени, с различной силой.
Один гейзер на Камчатке «работает» каждые четыре минуты, его так и назвали —
Часы. А Старый Служака Иеллоустонского парка бьет каждый час. Неустанный —
каждые полминуты, хоть часы проверяй! Большой Гейзер Исландии извергается лишь
раз в сутки, зато фонтаном его можно любоваться три часа подряд.
Извержение
кончается — и все стихает, будто ничего и не было. А потом вода снова начинает
бурлить, клокотать, пока не произойдет новое извержение. Самый большой гейзер
на Камчатке выбрасывает струю воды на высоту 40 м и облака пара на высоту
несколько сотен метров.
Красиво и само
извержение, красиво и все вокруг от натеков разноцветного гейзерита — отложений
кремнезема, который выделяется из кипятка гейзера. Гейзерит окрашен в разные
цвета — розовый, серовато-желтый, коричневый. Раньше горячая вода гейзеров
пропадала понапрасну, а теперь ею отапливают дома, теплицы, плавательные
бассейны.
Не все гейзеры
«долгожители». Например, гейзер Ваймангу в Новой Зеландии действовал только
шесть лет. Зато он установил мировой рекорд по водометанию: при каждом
извержении выбрасывал 800 т воды на 460 м вверх.
Список литературы
Для подготовки
данной работы были использованы материалы с сайта http://lib.rin.ru/cgi-bin/index.pl
Долина Гейзеров
Камчатка.
Западные отроги вулкана Кихпиныч. Здесь начинается глубокое ущелье, на дне
которого ровно шестьдесят лет назад была открыта Долина гейзеров. С тех пор
здесь побывали десятки тысяч человек. Это и мало, и много. Мало — для такого
уникального места, как Долина, много — для крохотного участка земли,
насыщенного природными чудесами. В сущности, все эти годы шла борьба: одни
любой ценой стремились попасть в Долину, другие старались уберечь ее от
разграбления. В конечном счете своей цели добились и те, и другие.
О
подлинном, геологическом возрасте Долины гейзеров можно лишь догадываться:
ясно, по крайней мере, что он насчитывает не одну тысячу лет. Однако природа
сумела хорошо «спрятать» свой шедевр: до 14 апреля 1941 года никто о
существовании Долины даже не подозревал. Ительмены, древние жители Камчатки,
чьи поселения на берегу океана располагались менее чем в 30 километрах от
Долины, не рисковали забираться глубоко в горы: вулканы и горячие источники
всегда внушали им суеверный страх. Ничего не слышали о Долине гейзеров первые
исследователи Камчатки, участники знаменитой экспедиции Беринга — Степан
Крашенинников и Георг Стеллер. В 1854 году путешественник Карл Дитмар прошел со
своим отрядом всего в 14 километрах от Долины, а в 1909-м совсем близко от нее
стоял лагерем Владимир Комаров. Участники его экспедиции видели странные белые
дымы, поднимавшиеся со дна ущелья, но Комаров не стал спускаться с лошадьми по
крутым отрогам. Хаос хребтов и распадков, в котором «родилась» Долина, мог
отпугнуть любого.
В
1934 году на Камчатке был образован Кроноцкий государственный заповедник — и
вот что удивительно: Долина гейзеров, о которой тогда еще никто не знал, словно
по воле Провидения, оказалась внутри заповедной территории!
В
апреле 1941-го сотрудник заповедника Татьяна Устинова и проводник-ительмен
Анисифор Крупенин, обследуя русло реки Шумной, вошли в узкий проход между
скалами и остановились неподалеку от устья неизвестного притока. В это время
всюду еще лежит снег. С трудом устроившись на крутом заснеженном склоне,
уставшие путники решили перекусить. На противоположном берегу Шумной виднелась
протаявшая каменистая площадка, над которой вился легкий парок, — очевидно,
горячий источник, коих на Камчатке бесчисленное множество. Неожиданно одна из
струек источника стала разрастаться и в считанные мгновения превратилась в
могучую струю кипятка, бьющую прямо через реку! Перепуганные люди подхватились
— надо спасаться! — впрочем, быстро выяснилось, что кипяток до них не добивает.
Фонтанирование закончилось так же внезапно, как и началось, и Устинова поняла,
что перед ней настоящий гейзер — первый на Камчатке. Она назвала его Первенцем.
В
тот снежный апрельский день Устинова повернула назад, не зная еще, какой фантастический
мир ожидает ее летом, когда она сумеет пробраться в среднее течение этого
притока, названного позднее рекой Гейзерной. Она обнаружила в Долине более 20
крупных гейзеров. Великан, Жемчужный, Сахарный, Тройной, Конус, Фонтан, Малый,
Большой — вот некоторые данные ею имена. Но кроме самих гейзеров был еще и тот
уникальный мир, который они вокруг себя сотворили. Кипящие ключи и горячие
озера, грязевые котлы и парящие ямы, сотни разноцветных термальных источников,
невероятная раскраска склонов, по которым струится горячая вода, — все это
вместе с буйной зеленью трав создавало сказочное зрелище.
С
конца 50-х годов, после того как были опубликованы первые обстоятельные
описания Долины гейзеров, у большинства советских граждан появилась почти
вожделенная цель: побывать здесь. Покидая Долину, приезжие уносили с собой не
только незабываемые впечатления, но и кусочки гейзерита — минерала,
образующегося вокруг гейзеров, — оставляли же мусор, вырубленные деревья и
вытоптанные склоны. Сколотый вандалами гейзерит быстро «увядал», теряя всю свою
привлекательность, все богатство красок. Жадность и невежество «коллекционеров»
не позволяли им понять, что необычные цвета и оттенки гейзерита рождены
живущими на нем уникальными организмами — термофильными водорослями и
бактериями, не способными существовать вне привычной для них среды.
Угроза
необратимой деградации Долины стала настолько реальной, что в 1975 году ее
закрыли «на благоустройство», которое продлилось без малого двадцать лет! После
закрытия Долины поток приезжих сократился в десять раз. Но изолировать Долину
от «диких» туристов все равно полностью не удавалось. Ни отсутствие карт, ни
трудности перехода, ни капризы камчатской погоды, ни административный запрет не
могли нейтрализовать притяжение Долины.
По
сравнению со скоротечностью человеческой жизни чудеса природы представляются
бессмертными. Однако это неверно: подлинное чудо может быть хрупким и
недолговечным. Стоит вспомнить хотя бы о судьбе самого большого гейзера Земли.
Он «родился» в Новой Зеландии на рубеже ХХ века. Столб кипятка, черной грязи и
камней взмывал на четырехсотметровую высоту! Чудовищный фонтан клокотал
несколько часов, потом опадал, чтобы взметнуться вновь более чем через сутки.
Величайший из гейзеров просуществовал всего четыре года. Подпруженное
извержением вулкана озеро промыло естественную плотину, уровень воды упал, и
гейзер превратился в заурядный источник.
Не
нужно обладать богатым воображением, чтобы представить возможную картину гибели
Долины гейзеров. Зловещий гул землетрясения, туча пепла над Кихпинычем, обвалы,
оползни, сель — и вот там, где были гейзеры, громоздится груда каменных
обломков, из-под которых выбиваются грязные ручьи и струйки пара…
Этот
апокалиптический сценарий подсказан тайфуном «Эльза», обрушившимся на Камчатку
4 октября 1981 года. Тогда, буквально в одночасье, Долина получила
катастрофические разрушения. Дожди, порожденные тайфуном, не прекращались трое
суток — уровень Гейзерной поднялся на три метра, и река превратилась в бешеный
поток грязи и камней. Небывалый напор воды сдвинул с места громадные
глыбы-валуны: они буквально «перепахали» русло реки, и то, что попалось им на
пути, было, естественно, разбито или уничтожено. Так, перестал существовать
гейзер Большая Печка (кстати, это был самый опасный из гейзеров Долины: он
«выстреливал» горизонтально как раз на высоте человеческого роста), получил
серьезные повреждения источник Малахитовый Грот — краса и гордость Долины.
Но
шли годы, и Долина оживала… Каждый, впервые попадающий сюда, испытывает на себе
ее магнетическую силу. После того как проходит изумление от увиденного и
ослабевает инстинктивный страх перед парящей и плюющейся кипятком твердью,
трудно бывает не поддаться своеобразному «гипнозу красоты», когда вдруг
возникает ощущение, что все вокруг — фантастический сон, а ты — его участник,
которому, как в любом сне, ничто угрожать не может.
Но
Долина не прощает ротозейства и ежегодно собирает «дань» из ошпаренных
конечностей. Сами гейзеры в общем опасности не представляют: мало кому придет в
голову наклоняться над гейзером, когда он заполнился водой. Что касается
фонтана, то он быстро остывает и падает на землю нестрашным горячим душем.
Наиболее опасные места в Долине покрыты привлекательной на вид травкой — иной
раз так и хочется встать на зеленый лужок. Человеку, не знакомому с коварством
Долины, трудно предположить, что под ласкающим взгляд покровом скрывается
обжигающая жижа, и нога, не встретив опоры, уйдет вглубь, как в масло! Доверять
в Долине можно только полыни. Это неказистое растение выбирает абсолютно
надежные места, куда по каким-то таинственным законам дьявол подземного мира
ступить не имеет права. Впрочем, справедливости ради, следует сказать, что за
всю свою историю Долина гейзеров не потребовала себе в жертву ни одного
человека. Известен лишь один трагический эпизод, но его «героем» стал медведь,
сорвавшийся весной с обледенелого склона прямо в кипящий источник, который с
тех пор назвали Коварным. Долгое время камень на краю этого источника хранил
следы когтей отчаянно боровшегося за свою жизнь зверя…
Человек,
проведший в Долине гейзеров несколько дней, может почувствовать усталость:
слишком красиво, слишком фантастично это место. Но тот, кто побывал в Долине
однажды, стремится попасть туда еще и еще. Причина этой тяги — в
неразгаданности Долины, ведь любая тайна — страшный магнит…
Андрей
Нечаев
Список литературы
Для
подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.vokrugsveta.ru