تشكيلة الجيولوجيا و الجيولوجيا الجيزر:

أولا - الطبيعة الدينامية للجيلوس

إن الجينات من بين أكثر العروض الطبيعية المذهلة في الأرض، التي تتسم باندلاع البخار المتقطع، والماء الغالي، والرذاذات الغنية بالمعادن، وهذه السمات الحرارية المائية النادرة تبعث على علماء وزوار على حد سواء، لأنها توفر نافذة مباشرة في العمليات ذات الأثر العالي التي تحدث تحت أقدامنا، وتجذب المؤشرات الدقيقة لظواهر الحرارة والمياه والسباكة.

ولا يوجد سوى حوالي 000 1 شخص من المجوهرات في جميع أنحاء العالم، مع التركيز في عدد كبير من المناطق، وتبرز شحها التوازن الدقيق للظروف المطلوبة: مصدر حراري قوي، وإمدادات مياه وفرة، وشبكة كسور قادرة على توجيه التدفق، ونظام صخري كبسولة يسمح بالضغط على نقطة الاندلاع، وتستكشف هذه المادة كل عنصر من هذه المكونات، وميكانيكيي الانفجار، والتوزيع العالمي، والآثار الأوسع نطاقا على العلوم الأرضية.

المكونات الأساسية لتشكيل غيسر

المصدر: نشاط المغرب والفولكان

والمحرك الرئيسي للمتجر هو الحرارة من magma] أو صخرة ساخنة مزروعة مؤخراً، ويجد الجيزر دائماً تقريباً في مناطق نشطة بركانياً حيث يجلس الماغما بالقرب نسبياً من السطح - وغالباً في غضون بضعة كيلومترات، وفي هذه البيئات، تنهار المياه الجوفية باستمرار إلى أن تصطدم بغاز حراري، ويتجاوز أحياناً 300 درجة حرارة.

إن البقع الساخنة البركانية، مثل البقع التي تقع تحت يلوستون، أيسلندا، ومنطقة تابو بركانية في نيوزيلندا، توفر الحرارة اللازمة، وفي هذه المناطق، فإن القشرة رقيقة أو أضعفها النشاط البركاني السابق، مما يسمح للماجم بأن تصعد ومستودعات المياه الجوفية الضحلة الحرارية، وبدون هذا القرب القريب من الصخرة الرطبة، لا يمكن أن تشكل الجين.

إمدادات المياه: التسلل السطحي والمياه الجوفية

كما أن مصدر مياه موثوق به بالغ الأهمية، إذ يحتاج الجايسر إلى تدفق ثابت من مياه الأمطار أو الصهر الجليدي التي تتدفق من التربة الخبيثة أو الصخرة المكسورة أو الرواسب البركانية القابلة للكسر، وينتقل هذا الماء إلى الأسفل من خلال شبكة الكسور نفسها التي تستخدم فيما بعد كوادر الانفجار، ويجب أن يكون معدل التغذية كافياً لإعادة ملء المستودع تحت الأرضي بعد كل اندفاع.

وفي العديد من حقول المغاير، مثل تلك الموجودة في يلوستون، يوفر التهطال السنوي في شكل ثلج ميزانية مياه ثابتة، وتمضي المياه سنوات أو حتى عقوداً تحت الأرض، وتخضع للتدفئة والتعديلات الكيميائية، وتنتج تركيبتها في غالب الأحيان غنية في سيليكا وكلوريد وكبريتات - تبث التفاعل مع الغازات الصخرية والبركانية الساخنة.

نظام الخريجين: قناة نارو والإطارات

يجب أن يكون السباكة تحت الأرض مهيأة للغاية، وغرفة المُجنّد "تكون من سلسلة من الكسور المترابطة، و الألياف والقنوات الضيقة التي تسمح بالماء والبخار بالتحرك، وعادة ما تكون هذه القنوات مجرد بضعة سنتيمترات إلى متر واسع، ودرجة حرجة الهندسة فيها:

ومع مرور الوقت، حلت سيليكا في المياه الساخنة على أنها مقطعة مائلة ] (Gyserite)، وتربط جدران القناة، وهذا الودائع الصلبة والزجاجية يعزز السباكة ويمنع الانهيار ويحافظ على سلامة الضغط، وتقضي أشكال وعمق هذه القنوات على ما إذا كانت تنفجر في الهواء الطلقات المتدنية.

كاب روك:

ربما أكثر العناصر إغفالاً هو طبقة الصخرة القبعة غير قابلة للاشتعال نسبياً فوق خزان المايسر هذا الختم يمنع الحرارة والضغط من الهروب بسرعة كبيرة من خلال الصخرة المحيطة عندما يتكون البخار عميقاً في القناة، فإن الكبس الصخرة تُبقي عالقة حتى تصل الضغط إلى عتبة حرجة،

وفي العديد من نظم المجوهرات، تتألف الصخرة من نفس المقطع المتشعب الذي يربط القناة، وتعيد الترسيبات التي تُلقيها الجيسيت إلى إغلاق سطح الأرض تدريجياً، مما يجعل النظام أكثر كفاءة على مر القرون، وتفكك هذا الغطاء البشري، أو الحفر، أو النشاط السيزمي - يمكن أن يغير أو يطفئ بشكل دائم غيساً.

دورة الإرجوبة: من فيلم إلى انفجار

تسلل المياه وتسخينها

تبدأ دورة الاندلاع حيث تدخل المياه الجوفية الباردة النظام، وتهبط من خلال الكسور، وتشتت المياه التي كانت تسخن سابقا، وتتصل بالصخور الساخنة بعمق، ولأن المياه في العمق لا تغلي عند 100 درجة مئوية بسبب الضغط الهيدروكولوجي العالي، يمكن أن تُسخن إلى درجات حرارة تتراوح بين 120 و150 درجة مئوية أو أكثر، وهذه المياه المشبعة هي أغطية وضغط سائل بقدر ما كان عليه.

بناء الضغط والتسخين العالي

إنّه يُسخن تدريجياً عمود المياه بأكمله، حيث أنّ الماء قرب قاعدة القناة يصل إلى نقطة الغليان لعمقها، فإنّ فقاعات البخار الصغيرة تُشكّل، وترتفع هذه الفقاعات وتُنثر الماء إلى أعلى، لأنّ القناة الضيقة تحدّ من التدفق الحرّ للبخار والفقاعات المتراكمة والزراعة، وتُحدث في نهاية المطاف ضغطاً على الماء.

ومع زيادة أشكال البخار، يرتفع عمود المياه ويخرج القليل من الماء من فتحة التهوية، ويخفف من الضغط الكافي ليسبب غلاً أعمق، وتوجت هذه الحلقة الإيجابية من التغذية العكسية بتحويل سريع للمياه السائلة إلى البخار، ويرسل خليطاً من الماء والبخار يثور في الهواء.

الإرضاء

خلال الانفجار الرئيسي، الماء والبخار المسخن ينفجر عبر القناة بسرعة تتجاوز 100 كيلومتر، ويتوقف ارتفاع ومدة الانفجار على حجم الطاقة المخزنة، وشكل القناة، وكمية المياه المتاحة، وأربعة عشر ألف لتر من الماء، وأربعون ألف لتر من الماء، وأربعون دقيقة من الثوران، وأربعون ألف لتر من الماء، وأربعون دقيقة من الثوران

الماء المعدني الذي يسقط في الخلف يبرد ويودع سيليكا ويسمك الخرف و الحفرة هذه العملية الذاتية تبقي السباكة للمهووسين سليمة و تضمن حدوث انفجارات في المستقبل

إعادة التصفير والتكرار

وبعد انفجار، تكون القناة في الغالب خالية من المياه، ولا تزال ستيم تهوية لفترة قصيرة بينما تنزع الحركات الحرارية المتبقية من الرطوبة المتبقية، ثم تعود المياه الجوفية ببطء إلى النظام، وتعيد إنشاء عمود المياه، وتعيد الدورة بأكملها التسخين، وتضغط وتثور على جدول زمني تمليه التدفق الحراري، وتعاد شحن المياه الجوفية، وتُمكن التنبؤ به.

أنواع الجيزر وخصائصهم

Fountain Geysers vs. Cone Geysers

الجيولوجيون يصنفون المجوهرات إلى نوعين واسعين على أساس تعبيرهم السطحي. Fountain geysers] يثورون من مجموعة من المياه على السطح، يرشون المياه في جميع الاتجاهات، عادة ما يكون لديهم أقل موخرات مميزة وفتحة أوسع نطاقاً، ومن الأمثلة على ذلك محركات الجيل الأكبر من الجائزة الكبرى.

Minor Geysers vs. Major Geysers

وثمة تمييز آخر يقوم على أساس الحجم والناتج من الطاقة. Minor geysers] يثورون فقط بضعة أمتار عالية وقد يكون لديهم جداول غير نظامية. Major geysers - مثل الجيانت في اليلوستون أو بوهوتو في نيوزيلندا - يلقي الماء على 50 متراً.

حقول غيسر

المنافسه من أجل الحرارة والماء يمكن أن تسبب حرارة واحدة إلى طاقة صغيرة من أخرى، مما يؤدي إلى تحول النشاط على مدى عقود في يلوستون، في حوض بحر الغيزر العلوي يحتوي على أعلى تركيز في العالم من المجوهرات أكثر من 150 في منطقة من الوصلات الباحثة

العالم: حيث يجد الجيزر

منتزه يلوستون الوطني، الولايات المتحدة الأمريكية

يلوستون هو رئيس الجيل الأكبر من المجوهرات في العالم، موطن لحوالي 500 من المغنيين النشطين أكثر من نصف جميع المغنيين على الأرض، ويجلس فوق كلديرا، وهو فولكان خارق، الذي انفجر قبل 640 ألف سنة، وتدفق حراري مرتفع، وملئ الثلج الوفي، ومثالية واسعة النطاق

أيسلندا: أرض النار والثلج

آيسلندا تدين بـمُـعدّل مُـنـزلها في مـوقعها في مـُـنتصف المحيط الأطلسي وعمـق مُـنـزل، والكلمة " جيزر " نفسها تأتي من منطقة إيسلندا Geysir، وهي أحد أول عدد من الجيولوجيين الموثقين في أوروبا، على الرغم من أن الجيل الأصلي هو الآن خام ([FT):

نيوزيلندا: منطقة تاوبو البركانية

وتستضيف جزيرة نيوزيلندية تركيزاً من المغايرين حول روتورو وتابو، جزء من منطقة تابو بركانية، وهذه المنطقة صغيرة ونشطة للغاية، مع حدوث انفجارات متكررة من بركان مثل روابيهو وتونغايرو، كما أن المروجين هنا، مثل بوهوتو وأمير ويلز فيذرز، يجتذبون مواقع السياحة الرئيسية ذات السمعة الجيولوجية.

أماكن أخرى جديرة بالذكر

توجد حقول أصغر حجماً في شبه جزيرة كامتشاتكا (فالي من الجيزر)، شمال شيلي (إل تاتيو)، وحتى في المناطق النائية النشطة بركانياً في إندونيسيا والجزر، فالتاتيو، عند ارتفاعه بـ200 4 متر، هو أعلى حقول مرارة في العالم، وتشكل الظروف السائدة فيها أشجاراً شديدة:

The Science of Geothermal Energy and Hot Spots

Mantle Plumes and Hot Spots

الحرارة التي تُعطيها المُتَوَجِّرات في نهاية المطاف تأتي من مُحَل الأرض، وفي بضعة مواقع، تُرفع السباكات المُتَنَقِّنة من الصخور الساخنة من البقع المتّحدة من الحدود الأساسية، وتُعدّ (يلوستون) و(آيسلندا) و(هاواي) أمثلة كلاسيكية، وهذه البقع الساخنة ما زالت ثابتة بينما تُلوتُتُ تُتُتُتُتُتُتُتُ على تلكَتُها،

إن فهم البقع الساخنة أمر حاسم ليس فقط بالنسبة لعلوم المغاير وإنما للتنبؤ بالثوران البركاني وتقييم إمكانات الطاقة الحرارية الأرضية، بل إن دراسة ثورة الميزر يمكن أن تعرض حتى طاقات من أجل الانفجارات البركانية، حيث أن كلاهما ينطوي على إطلاق متفجر للسوائل المزروعة.

استخراج الطاقة الحرارية الأرضية

إن الكائنات الجيولوجية هي تعبيرات طبيعية عن الطاقة الحرارية الأرضية، كما أن نفس مستودعات المياه الجوفية الساخنة التي تغذيها يمكن أن تستغل لتوليد الكهرباء، وفي أيسلندا، تنتج النباتات الحرارية الأرضية مثل هيلشيدي ما يزيد على 25 في المائة من الكهرباء في البلد، وفي الولايات المتحدة، يشكل موقع البخار في كاليفورنيا أكبر مجمع للحرارة الأرضية في العالم، وإن كان ذلك مثيراً للاهتمام، فهو ليس ميداناً للأشعة.

بيد أن تطوير الطاقة الحرارية الأرضية يمكن أن يهدد المغايرين الطبيعيين، فالحفر في نفس طبقة المياه الجوفية يمكن أن يضعف النظام، مما يتسبب في أن يصبح المغايرون مهاجرين، ويلزم وضع قواعد صارمة ومبادئ توجيهية لتحديد المواقع لحماية السمات الحرارية المائية الحساسة.

الأخطار التي تهدد نشاط غيزر

التدخل الإنساني

Geysers are fragile. Drilling for geothermal energy, mining, and even heavy foot traffic can damage the delicate cap rock and alter flow paths. In the past, tourists in Yellowstone threw trash into geysers, causing them to become blocked and change eruption patterns. The famous Old Faithful Geyser of New Zealand's Rotorua region was killed in 1903 when a geothermal borehole nearby reduced pressure. Today, protective measures such as boardwalks and strict drilling moratoria are enforced, but illegal drilling or poorly planned development remains a risk worldwide.

Seismic Activity and Climate Change

وقد يؤدي زلزال بحيرة الهيبغن في يلوستون إلى تعطيل سباكة الماجيين عن طريق تغيير طبقات الصخور أو خلق كسور جديدة، وقد أدى زلزال بحيرة هيبغن في عام 1959 إلى تغيير فترات اندلاع العديد من المهجورين، وتوقف البعض عن الاندلاع كليا، كما أن تغير المناخ يشكل تهديدا طويل الأجل: فقد يؤدي انخفاض معدلات الثلوج وارتفاع معدلات التردب في المياه إلى زيادة سرعة تدفق المها.

جهود حفظ السلام

يستخدم العلماء ومديرو المتنزهات الرصد المستمر لتتبع التغيرات في نشاط المغاير، وتقيس الأدوات درجة حرارة المياه والضغط والكيمياء، وتوفر الإنذار المبكر بالاضطرابات البشرية والطبيعية، وتشجع البرامج التعليمية الزوار على البقاء على مسارات معينة وتتجنب لمس الملامح الحرارية أو تغييرها، ودراسة المجوهرات - الموثقة في الموارد مثل استراتيجيات حفظ الطبيعة:

الخلاصة: الجيزر مثل ويندوز في داخل الأرض

إن الجايسرات أكثر بكثير من الفضول السياحي، فهي مختبرات طبيعية تكشف عن عمل نظم الطاقة الحرارية الأرضية للأرض، وكل ثورة توفر بيانات عن درجات الحرارة تحت سطح الأرض، وقابلية الصخور، وديناميات السوائل، وبدراسة كيفية تشكيل المغنيين وتصرفهم، يكتسب العلماء نظرة ثاقبة على البقاع الساخنة البركانية، واحتياطيات الطاقة الحرارية الأرضية، وحتى إمكانات الحياة على الكواكب الأخرى.

إن تكوين المهووس يتطلب مواءمة نادرة للحرارة والمياه والجيولوجيا، ويستلزم الحفاظ على هذه النظم فهم واحترام هذا التوازن الدقيق، وبينما نواصل توسيع نطاق استخدامنا للطاقة الحرارية الأرضية، فإن الدروس المستفادة من المهجورين ستكون أساسية لإدارة هذه القوى الأرضية القوية على نحو مستدام، وسواء لوحظ في يلوستون، أيسلندا، أو نيوزيلندا، فإن المغايرين يظلون واحدا من أكثر الظواهر دينامية وهادفة على كوكبنا.