Geysers: Định nghĩa, loại và lý thuyết

Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ tìm hiểu về: - 1. Định nghĩa về mạch nước phun 2. Các loại mạch nước phun 3. Lý thuyết về phun trào Geyser.

Định nghĩa về mạch nước phun:

Một mạch nước phun là một suối nước nóng đặc trưng bởi sự xả nước không liên tục được đẩy ra như một vụ phun trào hỗn loạn đi kèm với một pha hơi. Mạch nước phun giống như suối nước nóng, thường xuyên phun trào các vòi phun nước và hơi nước. Phần lớn các mạch nước phun trên thế giới có liên quan đến các khu vực hoạt động núi lửa, khu vực cung cấp nhiệt cần thiết để đun sôi nước ngầm nông.

Trong các mạch nước phun liên quan đến núi lửa nói chung cần có ba yêu cầu - một nguồn nhiệt bên trong để làm ấm nước ngầm trong một không gian hạn chế, một ống dẫn tức là một con đường tự nhiên gần như kín nước và áp lực chặt chẽ và nước được bơm vào để giữ cho mạch phun trào.

Vì các mạch nước phun cần một lượng nước nóng lớn, bắt đầu là nước mặt lạnh, cần có một nguồn nhiệt mạnh bên dưới lưu vực mạch nước phun. Nguồn nhiệt duy nhất có thể là hoạt động của núi lửa. Hơi nóng vào trong nước như sau.

Nước lạnh từ mặt chảy từ từ chảy xuống qua những tảng đá dưới mặt đất. Cuối cùng, nó đạt đến độ sâu khoảng 4500 đến 5000 m dưới bề mặt. Vì các cánh đồng geyser nằm trong khu vực núi lửa, những tảng đá ở độ sâu như vậy rất nóng. Nước được làm nóng bởi sự tiếp xúc của nó với những tảng đá rất nóng và nóng đến khoảng 340 ° C.

Ở nhiệt độ cao này, nước vẫn ở trạng thái lỏng (thay vì bốc hơi thành hơi) vì nó chịu áp lực giới hạn rất cao từ đá và nước nằm bên trên. Nước rất nóng này thấm qua một mạng lưới các vết nứt ngầm tạo thành một hệ thống ống nước, dẫn đến một chỗ hẹp gần bề mặt.

Nước đã được đặt bên trên phần co thắt hoạt động như một cái nắp giúp duy trì áp lực cho nước sôi bên dưới. Cuối cùng khi mạch phun nước phun trào, nó hoạt động như một nồi áp suất không có van xả và nó thổi tung nắp chụp lên trời.

Mạch nước phun thực sự rất hiếm và khoảng 1000 mạch nước phun được biết đến trên hành tinh. Các mạch nước phun lớn trên thế giới nằm ở Iceland, New Zealand và Công viên quốc gia Yellowstone, bang Utah, quê hương của mạch nước phun Old Faithful nổi tiếng.

Thời gian phun trào của mạch nước phun, tức là vụ phun trào kéo dài bao lâu phụ thuộc vào nhiều yếu tố, nhưng chủ yếu phụ thuộc vào hệ thống ống nước của mạch nước lớn như thế nào. Hầu hết các mạch nước phun, lớn và nhỏ chỉ chơi trong vài phút, nhưng một số có thời lượng vài giờ hoặc hiếm khi thậm chí vài ngày.

Sau khi một lần phun trào kết thúc, một mạch nước phun lặp lại toàn bộ quá trình phục hồi trong một khoảng thời gian yên tĩnh. Mỗi mạch nước phun có hệ thống ống nước độc đáo của riêng mình. Một số nạp tiền trong vài phút trong khi những người khác có thể mất vài tháng.

Vụ nổ hơi nước:

Nước là một chất nổ tuyệt vời. Chỉ cần một lít nước lỏng đun sôi hoàn toàn sẽ thu được 1500 lít hơi. Tiềm năng nổ này chỉ tồn tại khi nước được giữ quá nóng và chịu áp lực giới hạn. Một tình huống như vậy có thể tồn tại trong các khoang ngầm bên trong các hệ thống mạch nước phun.

Một vụ phun trào thông thường có thể làm tăng áp lực gây ra bởi nước sôi trong mạch nước phun. Nhưng đôi khi áp lực quá cao để đá lót ống nước chịu được. Khi nó vỡ, mạch nước phun phát nổ và để lại một miệng hố. Một khối hơi nước khổng lồ đang nổ tung.

Bùn bùn:

Các chậu bùn là các fumarole bị chết đuối dưới mặt nước, giữ cho hơi nước và các loại khí khác thoát trực tiếp vào khí quyển. Hydro sunfua bị oxy hóa trong nước bởi các phản ứng hóa học và vi khuẩn tạo thành axit sunfuric.

Dung dịch axit có thể tấn công lớp lót đá của miệng núi lửa nóng. Đá phân biệt tạo ra đất sét ướt của nồi bùn. Fumarole bên dưới bùn luôn ở đó và nó tạo ra các bong bóng hơi gây ra hành động sôi và vỡ của nồi bùn.

Các loại mạch nước phun:

Tất cả các mạch nước phun đều trải qua quá trình phun trào cơ bản giống nhau, nhưng do sự khác biệt về cấu trúc bề mặt gần của hệ thống ống nước của chúng, các vụ phun trào của mạch nước phun có ba dạng sau, cụ thể là:

(a) Mạch phun kiểu nón

(b) Các mạch nước phun loại

(c) Lò xo bong bóng

(a) Geysers loại hình nón:

Các mạch nước phun chủ yếu được biết đến thuộc loại này. Chúng thường có hình nón geyserite ở mặt đất. Ngay bên dưới mặt đất có một sự co thắt rất hẹp.

Những mạch nước phun này thường phun một chút nước trong khoảng thời gian yên tĩnh giữa các lần phun trào. Do hình nón ướt liên tục được tạo ra trong một khoảng thời gian nhiều năm. Các lỗ nhỏ hoạt động giống như một vòi phun khi một vụ phun trào xảy ra. Những mạch nước phun này là những tia nước mạnh mẽ phóng lên tầm cao.

(b) Các mạch nước phun loại:

Những mạch nước phun này có một miệng hố mở ở bề mặt. Miệng núi lửa này chứa đầy nước trước hoặc trong khi phun trào. Vì hơi nước phun trào phải dâng lên qua bể nước, nên hoạt động của mạch nước phun trở nên yếu hơn so với mạch nước phun hình nón. Khi các bong bóng hơi nước qua bể bơi tách ra được tạo ra dẫn đến phun trào hoặc phun trào.

(c) Lò xo bong bóng:

Lò xo bong bóng trải qua các giai đoạn gián đoạn của sự sôi bề mặt mạnh mẽ do nước quá nóng tăng nhanh làm cho chúng trông giống như mạch nước phun. Tuy nhiên, không có pha hơi có thể được nhìn thấy tăng lên bề mặt của hồ bơi. Đây là kích thước tương đối nhỏ, các vụ phun trào đôi khi đạt 10 đến 20 cm. cao.

Sự phun trào của một mạch nước phun thường đi trước bởi tiếng ầm ầm và sôi sục dữ dội. Nước chảy lên trên đỉnh của lỗ thông hơi. Rất sớm những cột nước thấp phun ra. Tiếp theo đó là những chiếc máy bay phản lực mạnh mẽ bắn tới hàng mét trên không trung.

Lý thuyết về vụ phun trào Geyser:

Một lý thuyết về phun trào mạch nước phun dựa trên các quan sát của Bunsen thường được chấp nhận. Lý thuyết này dựa trên các nghiên cứu của Bunsen về các mạch nước phun của Iceland. Nó dựa trên thực tế là điểm sôi của nước tăng theo áp lực.

Nhiệt độ tại điểm sôi ở mực nước biển là 100 ° C trong đó áp suất của nước là 1 Khí quyển hoặc khoảng 98, 1 kN / nr (Một cột nước cao 10 m có áp suất 1 khí quyển). Ở độ sâu lớn hơn, áp suất tăng và do đó nhiệt độ sôi của nước cũng tăng lên.

Có thể lưu ý rằng nước nóng được ném ra từ mạch nước phun chủ yếu là nước mưa đã ngấm xuống mặt đất và nước này đã được làm nóng bởi các lavas rất nóng trên những tảng đá lửa nóng. Cũng có thể một số hơi nước và các loại khí khác có thể đến từ magma.

Nếu bây giờ nước đi vào khe nứt hoặc ống và trở nên ấm hơn với độ sâu bằng cách hấp thụ khí nóng hoặc do tiếp xúc với đá nóng, nó vẫn có thể ở trạng thái lỏng mặc dù nhiệt độ của nó cao hơn 100 ° C nước ở mực nước biển.

Nó vẫn ở trạng thái lỏng vì áp suất cao phổ biến. Khi nước áp suất cao tiếp tục chảy vào ống, cuối cùng nó sẽ chảy qua bề mặt. Điều này sẽ dẫn nước có mặt bên dưới chảy vào ống để thay thế nước đã di chuyển lên.

Nếu nhiệt độ nên tăng đến mức như vậy, để ở áp suất cao, nước thay đổi thành hơi ở áp suất cao. Hơi nước áp suất cao này đẩy cột nước trộn lên với nó. Hỗn hợp hơi nước và nước này phun ra từ lỗ thông hơi.