Гејзер

Гејзер (енгл. Geyser) или гејзир (исл. Geysir) назив је за посебни тип термалних извора који повремено избацује млаз вреле воде у висину. Реч потиче од назива првог континенталним Европљанима познатог исландског гејзера — Гејсира. Тај назив, пак, потиче од глагола гејса (исл. geysa) у значењу куљати, шикљати, брзо истицати. Корен речи је из старонордијског.

Извор Строкир на Исланду, земљи ватре и леда

Попречни пресек гејзира у акцији

Температура воде у гејзерима је око 80°C, а у дубини пукотине из које избијају и до 140°C. Начин избијања воде описује се као водоскок у одређеним временским интервалима. Тај интервал се креће од неколико минута до неколико дана.

Термоминерални водоскок Гејзир у склопу Сијаринске Бање

Гејзери се налазе на местима са вулканском активношћу у прошлости, али и на тренутно вулканско-сеизмички активним локацијама. Највише их има на Исланду, Северној Америци и Новом Зеланду. Најпознатији су новозеландски Вајмангу, активан до 1904, а који је једном приликом избацио стуб вреле воде висок 457m и тежак 800t, као и Стари Верни у америчком националном парку Јелоустоун, у којем се иначе налази око 3.500 оваквих извора вреле воде.

У Србији је одмориште Сијаринска бања (у истоименом градском насељу) познато по гејзеру са минералном и топлом водом. У питању је јединствена туристичка и геолошка појава, првенствено због свог случајног настанка. Сијарински гејзер није природан, већ је настао приликом истражних бушења новембра 1954. године. Тада је наједном избио термоминерални стуб висок 8m. Тренутна издашност овог извора је 3-5l/s воде температуре 68°C. Постоји и гејзер на обронцима Копаоника висине око 10m.

Етимологија

Израз 'гејзeр' на енглеском датира из касног 18. века и потиче од Geysir, који је гејзeр на Исланду. Његово име значи „онај који шикља”.

Форма и функција

Стимбот гејзер парног брода у Националном парку Јелоустон

Гејзери су несталне геолошке карактеристике. Гејзири су генерално повезани са вулканским подручјима. Како вода кључа, резултујући притисак тера прегрејану колону паре и воде на површину кроз унутрашње водоносеће отворе гејзира. Формирање гејзира специфично захтева комбинацију три геолошка услова који се обично налазе на вулканском терену: интензивна топлота, вода и водоводни систем.

Топлота потребна за формирање гејзира долази од магме која треба да буде близу површине земље. Да би загрејана вода формирала гејзир, потребан је водоводни систем (састављен од ломова, пукотина, порозних простора, а понекад и шупљина). Ово укључује резервоар за држање воде док се загрева. Гејзири су углавном поређани дуж раседа.

Ерупције

Сторокеров гејзер (у смеру казаљки на сату од горе лево) Пара се диже из загрејане воде Пулс воде се надима према горе Површина је разбијена Избачена вода куња нагоре и пада назад у цев

Активност гејзира, као и све активности топлих извора, узрокована је површинском водом која постепено продире кроз земљу све док се не сретне са стеном загрејаном магмом. У нееруптивним топлим изворима, геотермално загрејана вода се затим диже назад ка површини конвекцијом кроз порозне и напукнуте стене, док се у гејзирима вода уместо тога експлозивно изгурује нагоре услед високог притиска који се ствара када вода кључа испод. Гејзири се такође разликују од топлих извора без ерупције по својој подземној структури; многи се састоје од малог отвора на површини повезаног са једном или више уских цеви које воде до подземних резервоара воде и стене која је непропусна.

Како се гејзир пуни, вода на врху стуба се хлади, али због ускости канала, конвективно хлађење воде у резервоару је немогуће. Хладнија вода изнад притиска топлију воду испод, попут поклопца експрес лонца, дозвољавајући води у резервоару да постане прегрејана, односно да остане течна на температурама знатно изнад тачке кључања стандардног притиска.

На крају, температуре у близини дна гејзира расту до тачке где почиње кључање, што приморава мехуриће паре да се подигну до врха стуба. Док се пробијају кроз отвор гејзира, нешто воде се прелива или прска, смањујући тежину стуба, а тиме и притисак на воду испод. Са овим слабљењем притиска, прегрејана вода се претвара у пару, бурно кључајући у колони. Настала пена паре и топле воде која се шири затим прска из отвора гејзира.

Општа категоризација

Фонтански гејзер која избија из базена (лево) и Стари Верни гејзир (конусни гејзир са хрпом силицијумског сталактита) у Националном парку Јелоустоун еруптира отприлике сваких 91 минут (десно).

Постоје две врсте гејзира: фонтански гејзири који избијају из водених базена, типично у серији интензивних, чак и насилних прасака; и конусни гејзири који избијају из конуса или хумки силицијумског сталактита (укључујући гејзерит), обично у сталним млазовима који трају од неколико секунди до неколико минута. Стари Верни, можда најпознатији гејзир у Националном парку Јелоустоун, је пример гејзира у облику купа. Велики гејзир, највиши предвидљиви гејзир на земљи, (иако је Гејзир на Исланду виши, није предвидљив), такође у Националном парку Јелоустоун, је пример фонтанског гејзера.

Постоји много вулканских подручја на свету са врелим изворима, блатњацима и фумаролама, али постоји врло мали број гејзире који еруптирају. Главни разлог њихове реткости је што се више интензивних пролазних сила мора појавити истовремено да би гејзир постојао. На пример, чак и када постоје други неопходни услови, ако је структура стена лабава, ерупције ће еродирати канале и брзо уништити све гејзире у настајању.

Гејзири су крхки феномени и ако се услови промене, могу да успавају или изумру. Многи су уништени једноставно тако што су људи бацали крхотине у њих, док су други престали да избијају због исушивања геотермалних покретача. Међутим, Гејзир на Исланду је имао периоде активности и мировања. Током дугог периода мировања, ерупције су понекад биле вештачки изазване - често у посебним приликама - додавањем сурфактанта у воду.

Литература

• Гавриловић, Љиљана; Гавриловић, Душан (2007). „Воде на копну”. Географија 1. Београд: ЗУНС. ISBN 978-86-17-14283-2. 
• Bryan, T. Scott (1995). The geysers of Yellowstone. Niwot, Colorado: University Press of Colorado. ISBN 0-87081-365-X. 
• Glennon, J.A., Pfaff, R.M. (2003). The extraordinary thermal activity of El Tatio Geyser Field, Antofagasta Region, Chile, Geyser Observation and Study Association (GOSA) Transactions, vol 8. pp. 31–78.
• Glennon, J.A. (2007). About Geysers, University of California, Santa Barbara. Originally posted January 1995, updated June 4, 2007. Accessed 8 June 2007.
• Kelly W.D., Wood C.L. (1993). Tidal interaction: A possible explanation for geysers and other fluid phenomena in the Neptune-Triton system, in Lunar and Planetary Inst., Twenty-Fourth Lunar and Planetary Science Conference. Part 2: 789–790.
• Rinehart, John S. (1980). Geysers and Geothermal Energy. ISBN 978-1-4612-6086-8. doi:10.1007/978-1-4612-6084-4. 
• Schreier, Carl (2003). Yellowstone's geysers, hot springs and fumaroles (Field guide) (2nd ed.). Homestead Pub. ISBN 0-943972-09-4.
• Soderblom, L. A.; Kieffer, S. W.; Becker, T. L.; Brown, R. H.; Cook, A. F.; Hansen, C. J.; Johnson, T. V.; Kirk, R. L.; Shoemaker, E. M. (1990). „Triton's Geyser-Like Plumes: Discovery and Basic Characterization”. Science. 250 (4979): 410—415. Bibcode:1990Sci...250..410S. PMID 17793016. S2CID 1948948. doi:10.1126/science.250.4979.410. 
• Allen, E.T. and Day, A.L. (1935) Hot Springs of the Yellowstone National Park, Publ. 466. Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C., 525 p.
• Barth, T.F.W. (1950) Volcanic Geology: Hot Springs and Geysers of Iceland, Publ. 587. Carnegie Institution of Washington, Washington, D.C., 174 p.
• Rinehart, John S. (1972). „Fluctuations in geyser activity caused by variations in Earth tidal forces, barometric pressure, and tectonic stresses”. Journal of Geophysical Research. 77 (2): 342—350. Bibcode:1972JGR....77..342R. doi:10.1029/JB077i002p00342. 
• Rinehart, J. S. (1972). „18.6-Year Earth Tide Regulates Geyser Activity”. Science. 177 (4046): 346—347. Bibcode:1972Sci...177..346R. PMID 17813197. S2CID 33025115. doi:10.1126/science.177.4046.346. 
• Rinehart, John S. (1980). Geysers and Geothermal Energy. ISBN 978-1-4612-6086-8. doi:10.1007/978-1-4612-6084-4. 
• Silver, P. G.; Valette-Silver, N. J. (1992). „Detection of Hydrothermal Precursors to Large Northern California Earthquakes”. Science. 257 (5075): 1363—1368. Bibcode:1992Sci...257.1363S. PMID 17738277. S2CID 3718672. doi:10.1126/science.257.5075.1363. 
• White, D. E. (1967). „Some principles of geyser activity, mainly from Steamboat Springs, Nevada”. American Journal of Science. 265 (8): 641—684. Bibcode:1967AmJS..265..641W. doi:10.2475/ajs.265.8.641. 
• Bhat, M.K. (2000). „Cellulases and related enzymes in biotechnology”. Biotechnology Advances. 18 (5): 355—383. PMID 14538100. doi:10.1016/S0734-9750(00)00041-0. 
• Haki, G. (2003). „Developments in industrially important thermostable enzymes: A review”. Bioresource Technology. 89 (1): 17—34. PMID 12676497. doi:10.1016/S0960-8524(03)00033-6. 
• Vieille, C.; Zeikus, G. J. (2001). „Hyperthermophilic Enzymes: Sources, Uses, and Molecular Mechanisms for Thermostability”. Microbiology and Molecular Biology Reviews. 65 (1): 1—43. PMC 99017 . PMID 11238984. doi:10.1128/MMBR.65.1.1-43.2001 . 
• Schiraldi, Chiara; De Rosa, Mario (2002). „The production of biocatalysts and biomolecules from extremophiles”. Trends in Biotechnology. 20 (12): 515—521. PMID 12443873. doi:10.1016/S0167-7799(02)02073-5. 
• Hreggvidsson, G.O.; Kaiste, E.; Holst, O.; Eggertsson, G.; Palsdottier, A.; Kristjansson, J.K. An Extremely Thermostable Cellulase from the Thermophilic Eubacterium Rhodothermus marinus. Applied and Environmental Microbiology. 1996, 62(8), 3047–3049.
• Crennell, Susan J.; Hreggvidsson, Gudmundur O.; Nordberg Karlsson, Eva (2002). „The Structure of Rhodothermus marinus Cel12A, A Highly Thermostable Family 12 Endoglucanase, at 1.8Å Resolution”. Journal of Molecular Biology. 320 (4): 883—897. PMID 12095262. doi:10.1016/S0022-2836(02)00446-1. 
• Hirvonen, Mika; Papageorgiou, Anastassios C. (2003). „Crystal Structure of a Family 45 Endoglucanase from Melanocarpus albomyces: Mechanistic Implications Based on the Free and Cellobiose-bound Forms”. Journal of Molecular Biology. 329 (3): 403—410. PMID 12767825. doi:10.1016/S0022-2836(03)00467-4. 
• Iogen doubles EcoEthanol Capacity. April 28, 2003. (accessed May 17, 2003).
• Pèlach, M.A; Pastor, F.J; Puig, J.; Vilaseca, F.; Mutjé, P. (2003). „Enzymic deinking of old newspapers with cellulase”. Process Biochemistry. 38 (7): 1063—1067. doi:10.1016/S0032-9592(02)00237-6. 
• Dienes, D.; Egyházi, A.; Réczey, K. (2004). „Treatment of recycled fiber with Trichoderma cellulases”. Industrial Crops and Products. 20: 11—21. doi:10.1016/j.indcrop.2003.12.009. 
• Csiszár, Emı́lia; Losonczi, Anita; Szakács, George; Rusznák, István; Bezúr, László; Reicher, Johanna (2001). „Enzymes and chelating agent in cotton pretreatment”. Journal of Biotechnology. 89 (2–3): 271—279. PMID 11500222. doi:10.1016/S0168-1656(01)00315-7. 
• Ryback and L.J.P. Muffler, ed., Geothermal Systems: Principles and Case Histories (New York: John Wiley & Sons, 1981), 26.
• Harsh K. Gupta, Geothermal Resources: An Energy Alternative (Amsterdam: Elsevier Scientific Publishing, 1980), 186.
• The Earth Explored: Geothermal Energy, 19857 videocassette.
• Brimner, Larry Dane. Geysers. New York: Children's Press, 2000.
• Downs, Sandra. Earth's Fiery Fury. Brookfield, CT: Twenty-First Century Books, 2000.
• Gallant, Roy A. Geysers: When Earth Roars. New York: Scholastic Library Publishing, 1997.
•  LeConte, Joseph (фебруар 1878). „Geysers and How They are Explained”. Popular Science Monthly. 12. CS1 одржавање: Формат датума (веза)

Спољашње везе

• Geysers and How They Work by Yellowstone National Park
• Geyser Observation and Study Association (GOSA) Архивирано на сајту Wayback Machine (31. октобар 2020)
• GeyserTimes.org
• Geysers of Yellowstone: Online Videos and Descriptions
• About Geysers by Alan Glennon
• Geysers, The UnMuseum
• Johnston's Archive Geyser Resources
• The Geology of the Icelandic geysers by Dr. Helgi Torfason, geologist
• Geysers and the Earth's Plumbing Systems by Meg Streepey
• National Geographic Архивирано на сајту Wayback Machine (27. октобар 2012)
•  „Geysers”. Encyclopaedia Britannica. 10 (9th изд.). 1879.