Горячие источники и гейзеры
Горячие источники и гейзеры
Существуют три основных условия для возникновения горячего источника: большие запасы подземных вод, источник тепла и соответствующий канал, соединяющий подземный резервуар с поверхностью. Влажный климат обеспечивает обилие подземных вод, а расплавленная магма Земли постоянно излучает тепло. После извержения остатки лавы часто стекают обратно в вулканический очаг, оставляя в лежащих выше породах пустоты, которые могут заполняться водой, образуя резервуары горячих источников. Если на пути от резервуара до поверхности не встречается никаких препятствий, возникает горячий источник, слегка бурлящий из-за постоянно поднимающейся к поверхности воды.
Принципиальный фактор, превращающий горячий источник в гейзер, — это препятствие на пути к поверхности. В соответствии с законами физики, при подогреве воды в резервуаре происходит увеличение ее объема, но если это расширение сдерживается препятствием, соответственно повышаются давление и точка кипения воды. Под землей температура воды увеличивается до тех пор, пока растущее давление не преодолеет препятствие, предоставив воде путь вверх. Сброс давления приводит к мгновенному вскипанию воды и взрывному выбросу струи пара из резервуара, что еще больше подгоняет воду вверх. В результате возникает фонтанирующая, окутанная паром колонна сверхгорячей воды — гейзер (от исландского «geysir» от «geysa» — «хлынуть» или «бьющий струей»).
Геологи выяснили, что гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма и широко распространены в областях современной вулканической деятельности. Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с достаточно крутыми склонами, низких, очень пологих куполов, небольших чашеобразных углублений, котловинок, неправильной формы ям и т. д. В дне или стенках таких образований находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов.
Гейзеры возникают в тех районах, где 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. Если в результате формирования пузырьков пара на глубине уровень жидкости в канале поднимется настолько, что произойдет ее излияние на поверхность, то падение давления может привести к вскипанию остальной жидкости, образованию большого объема перегретого пара и выбросу струи воды на большую высоту.
Полагают, что большая 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 магматического происхождения. Вода, выбрасываемая гейзером, может быть относительно чистой и слабо минерализованной (1–2 г на 1 л), а по химическому составу — хлоридно-натриевой или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевой, содержащей относительно много кремнезема, из которого у выхода канала и на склонах образуется близкая к опалу порода — гейзерит, или кремнистый туф. У отверстия выводного канала отложения гейзерита образуют конус высотой в несколько метров.
Деятельность гейзера характеризуется периодической повторяемостью покоя, наполнения котловинки водой, фонтанирования пароводяной смеси и интенсивных выбросов пара, которые постепенно сменяются спокойным их выделением, прекращением выделения пара и, наконец, наступлением стадии покоя. 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.
Основная масса воды в гейзере имеет атмосферное происхождение, но, возможно, с примесью магматической воды. Активность гейзера в целом относительно кратковременна и зависит от ряда условий: уменьшения теплового потока, прекращения у каналов движения подземных вод и снижения вулканической активности в недрах Земли.
Гейзеры Новой Зеландии
В области Роторуа, на одном из островов Новой Зеландии, нет места, в той или иной форме не затронутого термальной деятельностью. «Вся эта местность кипит и клокочет, словно колоссальный котел, подвешенный над подземным огнем. Земля дрожит, и кора ее, словно корка перестоявшегося в печи пирога, во многих местах трескается, и оттуда вырываются пары…», — именно такой герои романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта» увидели Новую Зеландию.
Среди многочисленных достопримечательностей — город Бас-Хаус, основанный в 1908 г. и сохранивший ауру эдвардианской изысканности. На окраине города находятся термальная область Вакареварева и долина гейзеров, где можно увидеть гейзер Похуту (Плещущий). Это самый крупный гейзер Новой Зеландии, с достаточной регулярностью (каждые 20 минут) выбрасывающий фонтан на высоту более 30 м. Расположенный неподалеку меньший по размерам гейзер Перья принца Уэльского, как правило, начинает «представление» незадолго до Похуту, как бы давая прелюдию к основному действию. Рядом расположены кипящие серные источники, поэтому камни под ногами излучают тепло.
Примерно в 10 км к юго-востоку от Роторуа находятся знаменитые цветные озера Ваймангу. Одно из них голубое, другое — зеленое, причем наполнены они горячей водой и расположены в кратере потухшего вулкана. Вероятно, каждое озеро питается из собственного источника, и вода на пути к поверхности поглощает из пород разнообразные минеральные вещества, придающие ей те или иные оттенки. Окислы железа, входящие в состав окрестных пород, дают контрастный красный цвет, а встречающиеся здесь серные отложения придают воде желтый оттенок. Пар поднимается над Вайотапу — «озером шампанского», температура воды в котором постоянно держится на уровне 75 °C. На берегах водоемов произрастают гигантские папоротники. Соседство этих ботанических реликтов с гейзерами создает впечатление путешествия в доисторическое прошлое Земли.
Самым красивым гейзером Новой Зеландии был гейзер Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого туфа. Он исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886 г. Однако горячие источники здесь продолжали бурлить, и в 1900 г. появился новый гейзер — Ваймангу, что на языке народности маори означает «черная вода», — самый большой и мощный на Земле. Он действовал нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов, выбрасывая при каждом извержении около 800 тонн воды, а захваченная струей смесь грязи и камней поднималась до высоты 457 м. Действие гигантского гейзера прекратилось в 1908 г. вследствие понижения на 11 м уровня воды в соседнем озере Таравера. Напоследок Ваймангу устроил сильнейший выброс, в результате которого погибли 4 человека.
Гейзеры Роторуа
Местные жители маори традиционно использовали горячие источники для купания и обогрева. Доказано, что они обладают целебными свойствами, особенно при таких болезнях, как артрит и ревматизм.
Гейзеры Исландии
Гейзерные поля являются визитной карточкой Исландии. Всего их обнаружено здесь более 250 групп, включающих около 7 тыс. отдельных горячих источников, — это самое большое количество гейзеров на единицу площади в мире.
Обширное гейзерное поле Хаудакалур находится на юге Исландии, где расположен некогда самый большой гейзер страны — Гейсер (Большой гейзер), но более или менее периодично здесь извергается только гейзер Строккур. Вокруг него разбросано множество выходов подземных горячих вод в виде бездонных колодцев, наполненных до краев удивительно голубой прозрачной водой.
Не менее колоритны районы ледника Торфа к востоку от вулкана Гекла, вулкан Кверкфьелль, район Тримских озер у ледника Ватна, районы Нама, Керлингарских и Кверкских гор, залива Крису, геотермальные поля Кьелюр, Ландманналейгар, Несявеллир, Онавфельснес, Рейкир и другие, а также горячие источники и поля «разноцветной земли» возле города Хверагерди. Некоторые источники выбрасывают на поверхность воду, нагретую в подземных «котлах» до температуры около 750 °C. К примеру, самый крупный горячий источник в Исландии — Дейльдартунгухвер, дает ежесекундно более 150 л кипящей воды. Гейзер Прыгающая ведьма (Грила) извергает пароводяную смесь на высоту 15 м приблизительно через каждые 2 часа.
Местные жители используют подземный кипяток для обогрева жилищ и выпаривания соли из морской воды, а также для создания многочисленных бассейнов с горячей водой, столь популярных в местных климатических условиях.
Долина гейзеров на Камчатке
Долина гейзеров — одно из чудес Камчатки. Этот пятикилометровый диковинный каньон долгие годы оставался неизвестным даже после создания Кроноцкого заповедника. Лишь в марте 1941 г. геолог Т. И. Устинова, двигаясь от берега океана вверх по течению реки Шумной, случайно наткнулась на горячий источник, который вдруг выбросил из каменного грифона десятиметровую струю кипятка и пара. Этот первый из открытых гейзеров был так и назван — Первенец. Спустя несколько месяцев исследовательница, спустившись в каньон со стороны вулкана Кихпиныч, обнаружила здесь еще два десятка крупных гейзеров, сотни горячих источников и множество грязевых котлов. Так была открыта новая уникальная природная зона нашей планеты, ныне всемирно известная.
Путешественника, попавшего в Долину гейзеров, не покидает ощущение нереальности происходящего: дикая первобытность отвесных скал каньона речки Гейзерной; неземной характер ландшафтов; контрастирующие пятна всех оттенков зеленой растительности и красных, бурых, желтых, черных и фиолетовых участков земли и скал, покрытых термальными водорослями и лишайниками. Все вокруг бурлит и клокочет. В воздухе висят водяной пар и запах серы. То здесь, то там из-под земли с шипением вырываются пар и струи горячей воды.
Каждый гейзер имеет персональное название, свой собственный «характер» и свой грифон — неповторимую постройку из отложений гейзерита, своей конструкции и своего цвета — от нежно-розового и дымчато-голубого до черного. Названия гейзеров подчеркивают их индивидуальные особенности: Тройной, Конус, Сахарный, Жемчужный, Большая печка, Щель, Горизонтальный и другие. Самый большой гейзер Камчатки — Великан, выбрасывающий струю воды диаметром 3 м на высоту до 40–50 м через каждые 5–6 часов. При этом пар поднимается на 300–500 м. Выброс из гейзера Фонтан гораздо скромнее, зато извержение происходит каждые 15–20 минут.
По соседству с гейзерами можно наблюдать и другие проявления вулканической деятельности: пульсирующие источники и горячие ключи с цветными отложениями различных солей; фумарольные поля — участки почвы, подогретые горячими газами; кипящие грязевые котлы.
Всего на Камчатке до схода селевого потока, произошедшего 3 июня 2007 г., было около 100 гейзеров, из них 22 — крупных. Безжалостная стихия нанесла Долине гейзеров огромный ущерб, но за прошедшее время волшебная природа края в сочетании с внутренними силами планеты смогла практически полностью восстановить легендарный каньон.
Гейзеры и горячие источники Беппу
В Японии, известной своими вулканами, в изобилии имеются также гейзеры, бурлящие грязевые источники, шипящие фумаролы — трещины, дающие выход подземным газам. По всей стране разбросаны сотни областей геотермальной деятельности, из которых наиболее известны Беппу, Кусацу и Ноборибецу.
Город Беппу расположен на северо-восточном берегу острова Кюсю, у подножия склона, покрытого обломками вулканических пород, извергнутых из нескольких близлежащих вулканов. Попав на улицы Беппу, посетители недоуменно начинают искать источник странной музыки, заполняющей пространство, пока не поймут, что это шумит вода в водостоках. Фантастический Беппу борется за звание геотермальной столицы мира: природная горячая вода здесь используется для приготовления пищи и отопления домов. По подсчетам, горячие источники и гейзеры выбрасывают более 56,6 тысяч куб. м. воды в день, что превратило город в крупный туристический центр. Благодаря горячим источникам и термальным ваннам Беппу стал традиционным местом свадебных путешествий и коллективных выездов японцев для отдыха.
В окрестностях Беппу насчитывается около 3500 фумарол, горячих источников и гейзеров. Закипает и испаряется в ложбинах целебная вода, хлюпает лечебная грязь, бьют фонтанами гейзеры, а из трещин в скалах вырываются горячие клубы пара и серы. Кипящие озерца, называемые «дзигоку» («преисподняя»), демонстрируют здесь невообразимое разнообразие размеров и форм, вода в них окрашена природными минералами в разные цвета. Курорт Каннава знаменит восемью Каннава дзигоку. Самый известный из этих бассейнов — Тино икэ дзигоку, или «озеро крови», оно ярко-красное из-за окисленных донных пород. А более крупное озеро — Уми Дзигоку — имеет темносиний цвет. Вряд ли кого-то оставит равнодушным посещение фантасмагорических «дьявольских уголков» под названиями «преисподняя белого пруда», «преисподняя торнадо», «адская печь», «преисподняя золотого дракона» и др. Гейзер в Татсумаки дзигоку выбрасывает фонтан примерно каждые 20 минут, при этом высоко в воздух с оглушительным шипением поднимается столб брызг и пара.
Насыщенные минеральными солями воды благотворно влияют на организм, снимают стресс, улучшают функции опорно-двигательной системы. Самое старое заведение Беппу — Такэгавара — представляет собой деревянное здание, датирующееся 1879 г. Именно здесь кроме обычных ванн с горячей минеральной водой можно принять особую песочную ванну — суна-ю. Пар, поднимающийся от кипящей под землей воды, нагревает песок, в котором можно лежать закопанным по шею. Суна-ю также есть и на пляже Сенингахама в западной части побережья. Помимо водных аттракционов, торговых центров и гостиниц в Беппу есть свой зоопарк, и обитающие здесь, помимо прочих животных, бегемоты и пеликаны могут нежиться и плескаться в теплых водах источников.
В суровые зимние холода можно наблюдать весьма любопытное зрелище. Во время снегопадов маленькие обезьянки-макаки ищут тепла в согретой вулканической деятельностью воде, погрузившись в нее по шею, в то время как снег покрывает их головы. Однако, вылезая из воды, обезьянки быстро теряют тепло в ледяном воздухе и, в результате, с мокрой шерстью мерзнут еще больше, чем если бы не поддались соблазну принять горячую ванну. Однако приматы оказались достаточно изобретательными и выработали своеобразную систему дежурств, отправляя одного-двух «посыльных» за пропитанием, между тем как остальные ждут корма в тепле.
Гейзеры Йеллоустонского национального парка
Среди 200 гейзеров американского Йеллоустонского национального парка самые большие — Гигант и Старый служака. Первый выбрасывает пар и воду на высоту до 40 м с периодом в 3 дня, второй — на высоту 42 м через каждые 53–70 минут.
Данный текст является ознакомительным фрагментом.