Гейзеры

ГЕЙЗЕРЫ (от исландского geysa - хлынуть), источники, периодически выбрасывающие горячую воду и пар. Гейзеры распространены в основном в областях современной или недавно прекратившейся вулканической деятельности. В их цикле выделяют четыре стадии: покой, излив, извержение (фонтанирование), парение (некоторые из них могут быть не выражены). Гейзеры с практически постоянной длительностью цикла - регулярные, с изменчивой - нерегулярные. Наличие стадии покоя отличает гейзеры от других пульсирующих (в том числе кипящих) источников. Длительность цикла может измеряться минутами, часами, днями и даже годами. Стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней (продолжительность стадий покоя и излива и их соотношение с длительностью цикла индивидуальны для каждого гейзера), стадия извержения - от одной до нескольких минут, стадия парения, если она есть, не превышает нескольких минут. Вода, выбрасываемая источниками, слабоминерализованная (1-2 г/л), содержит относительно много кремнезёма, из которого у выхода канала, имеющего вид небольшого усечённого конуса или пологого углубления (ямы), образуются покровы гейзерита (пористой опаловой породы). Гейзеры характеризуются высотой пароводяного фонтана и массой выброшенной за одно извержение воды (мощностью).

Относительно периодического режима деятельности гейзеров существует ряд предположений. По одной из наиболее распространённых гипотез функционирования гейзеров (скважинной модели), предложенной в середине 19 века, существует канал, в который попадает горячая вода с температурой кипения выше, чем при атмосферном давлении (свыше 100°С). Кипение не происходит потому, что над горячей водой находится достаточно протяжённый столб охлаждённой воды. По мере поступления воды её уровень повышается и через некоторое время достигает поверхности. Начинается излив (сток), вследствие чего давление в области соприкосновения охлаждённой и горячей воды понижается и наступает момент, когда оно становится меньше соответствующего температуре кипения воды. Начинается кипение и выброс пароводяной смеси - извержение. Если поступление воды на глубине затруднено, то уровень зоны кипения будет опускаться, пока система не опорожнится. Пар поднимется и выйдет из канала, а выброшенная вода частично опустится вниз, образуя столб охлаждённой воды, не позволяющий кипеть поступающей на глубине горячей воде. Система вернётся к начальному состоянию. Известны другие модели функционирования гейзеров: смешения холодных и горячих вод с переменным расходом или камерная модель, учитывающая особую форму подводящего канала. По мнению некоторых исследователей, каждый гейзер обладает индивидуальным механизмом деятельности, обусловленным сложным строением подземной системы каналов и множественностью потоков вод, питающих гейзеры.

Гейзеры встречаются во многих странах. Высокие, мощные гейзеры известны в Исландии, Канаде, США, Китае, Японии, Новой Зеландии и России (открыты на Камчатке в Долине гейзеров в 1941). Масса выброшенной за одно извержение воды наибольшая у камчатских гейзеров (например, Грот, Великан, Малый). Всего на Камчатке около 100 гейзеров, из них около 20 - крупные. В США, в Йеллоустонском национальном парке, находится самый высокий современный гейзер - Стимбот, или Пароход (максимальная высота его пароводяного фонтана 90-120 м; последние крупные извержения в 1989, 1990, 1991, 2000, 2002, 2003, 2005); другие высокие гейзеры - Гигант и Старый Служака. В прошлом самым высоким и мощным на Земле гейзером был Ваймангу (остров Северный, Новая Зеландия), который действовал нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов в 1899-1904, выбрасывая при каждом извержении струю воды на высоту до 180 м (около 800 тонн воды), при этом отдельные брызги долетали до высоты 450 м. Другой высочайший гейзер прошлого - Экселсиор (Йеллоустонский национальный парк); в 1880-е годы он извергался широким водяным фронтом до высоты 90 м, в 1985 году отмечена его последняя активность.

Лит.: Устинова Т. И. Камчатские гейзеры. М., 1955; Дрознин В. А. Физическая модель вулканического процесса. М., 1980; Rinehart 3. S. Geysers and geotermal energy. N. Y., 1980; Bryan Т. S. The geysers of Yellowstone. 3rd ed. Niwot, 1995.