הגיאוגרפיה הפיזית של שדות Geyser: Landforms ו- Underground Plumbing

שדות Geyser מדורג בין הסביבות המרתקות והדינמית ביותר על פני כדור הארץ, שבו כוחות של תנודתיות, טקטוניקה, הידרולוגיה מתכנסים כדי ליצור תופעות פני השטח מרהיבות.נוף הייחודיים האלה מעוצבים לא רק על ידי תהליכים על פני השטח, אלא בעיקר על ידי אינטראקציות מורכבות בתוך מערכות הידרוקומה subsurface ⁇ ricial ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מסגרת געשית ותצורת אגן

רוב שדות geyser פעילים ברחבי העולם קשורים באופן אינטימי עם שטחים געשיים, במיוחד calderas ו זרמי lava rhyolitic. הגדרות גיאולוגיות אלה מספקים שני מרכיבים חיוניים לפעילות geyser: מקור חום משמעותי קרוב לפני השטח של כדור הארץ ואת ממטריקס סלע שבור המאפשר מים לזרום דרך התת-קרקעית הבנה היווצרות של אגן געשיים אלה ואת השליטה המבנית שלהם הוא כדי לתפוס את ההתפלגות של הצורות.

קולדרה קולנס ובקרת סטרקטידור

צורת Calderas כאשר תא magma מרוקן במהירות במהלך התפרצות געשית מסיבית, מה שגורם לסלע overlying לקרוס וליצור דיכאון גדול לעתים קרובות המשתרע על פני עשרות קילומטרים. התמוטטות זו מייצרת רשת מורכבת של שברים טבעתיים ופגמים קורנים כי חודר עמוק לתוך הקרום. שברים אלה הם מסלולים קריטיים עבור מחזור מים קרקעיים, מתן אזורי יכולת גבוהה דרך מפוארת אחרת, כגון מעמקים מסיביים שטוחים, אבל זה יכול במהירות גבוהה של מים חמים.

גלות Overprinting and Topographic Effect

שדות גייזר רבים ממוקמים בתוך נופים מעוצבים על ידי בוהקים קודמים, כגון צהובסטון, איסלנד, ו עמק של Kamchatka של Geysers. קרחונים פלסטוקניים מפוצצים עמקים עמוקים וסיר עומסי קרח מסיביים, המשפיעים עמוקות על פני השטח של מסדרונות הידרודרומיים מקומיים מתחת.

שדות קרקעיים של Geyser Fields

נופים של שדות geyser מאופיין מגוון מדהים של תכונות משטח שברירי ואמפמרינלי.אלה הקרקעות נוצרים באמצעות מחיקה מינרלים מן מים חמים, שינוי מכני על ידי פיצוצים הידרותרמיים, וטרנספורמציה כימית מתמשכת של סלעים מארחים.

ג'ייזר קונס ומבולס

להקות גייזר לעתים קרובות לבנות מבנים בולטים המורכבים בעיקר מחטאים מסיביים (נקראים גם geyserite) (FLT:0Geyser conesFLT:1) הם מטושטשים דו-צדדיים, לעתים קרובות סימטריים שנוצרו על ידי התפרצויות אנרגיה חוזרות ונשנות כי פרויקטים מים עשירים מינרלים לתוך האוויר.

(FLT:0Geyser mounds FLT:1, לעומת זאת, מתפתח מהתפרצויות רחבות יותר, פחות ממוקדות שבו סיליקה מתרעננת על שטח רחב יותר, יצירת תכונות בצורת נמוך, דום.הענק גייזר מזחלות צהובסטון מכסה עשרות מטרים ומארח אולמות רבים.

Hot Springs ו-Gyser Pools

מעיינות חמים וגליצר בריכות בצורת כאשר מים הידרותרמיים מגיעים אל פני השטח ללא הגיאומטריה המגבילה הנדרשת להתפרצויות נפץ.הבריכות האלה הן לעתים קרובות מעגליות לחלוטין עם משטח מים שטוחים, רגועים.ה-FLT:0 vining PoolFLT:1 ב צהובסטון מדגימות תכונות כאלה, עם רצועה עדינה של אח של רעמסטר מחזיק את המים במקום זה - אבל לא יכול להיות לחץ על הרצפה מספיק.

תבניות צבעים בבריכה האלה מספקות רמזים על טמפרטורת מים וחיים מיקרוביאליים. גוונים כחולים עמוקים מצביעים על תנאים חמים, סטריליים שבהם כמה אורגניזמים יכולים לשרוד, בעוד צהובים, ירוקים, וחומים משקפים טמפרטורות קרירות יותר שבו חיידקים תרמופיליים ואצה פורחים, יצירת מזרנים מיקרוביאליים תוססים.קהילות ביולוגיות אלה לתרום להופעתם הכוללת של הבריכות, עוד יותר להעשיר את פני השטח של שדות ביטויים.

Sinter Terraces ו- Travertine Systems

  • (FLT:0) מרפסות Sinter Terraces:cioFLT:1 , הוקם בעיקר במים הידרותרמיים עתיריים גבוהים, המרפסות האלה לבנות כממסות את ההמיסות של סיליקה כאדפטנית או chalcedony.דוגמאות כוללות את המרפסות באגן הגייזר העליון של צהובסטון וגדילה לבנה (בעיקר על ידי מרפסות סלעיות איטיות) לעתים קרובות מתפתח עם ריבועים אלה.
  • (FLT:0) טרטס טואלטנין: FLT:1 Occurring שבו מים תרמיים עשירים בסידן פחמן ולא סיליקה, המרפסות האלה לגדול מהר יותר בשל שיעורי המשקעים מהירים יותר.המרפסות החמים הממותרפיות ב Yellowstone מציגות היווצרות מסיבית, לבן מסלול לבן שיכול לגדול אינץ ' בשנה.

שני סוגי המרפסת ממחישים את האיזון הדינמי בין זרימת הידרותרמית, שחיקה מינרלים, והטופוגרפיה המקומית, עם טרסות לעתים קרובות מסמנת זרמים תרמיים ויוצרות דפוסים מורכבים של זרימת מים ופירוק.

המונחים: hydrothermal Explosion Craters

בין המאפיינים הדרמטיים ביותר של שדות גייזר הם FLT:0 מכתשים פיצוצים אחרים מפורשים 1, שנוצרו על ידי שחרורים פתאומיים, אלימים של קיטור ומים חמים בתת-קרקעיים רדודים.הפיצוצים האלה מתרחשים כאשר מים חמים מחונפים במהירות לחרוט, fracturing ו- ejecting סלע, חטא וקרקע.

אירועים חומריים אלה משחזרים באופן דרסטי את הנוף, הורסים תכונות תרמיות קיימות ויוצרים דיכאון חדש שעשוי למלא מים או להפוך לאתרים לפעילות הידרותרמית עתידית.ראיות גיאולוגיות מראות כי ניתן להפעיל פיצוצים הידרותרמיים על ידי כוחות חיצוניים כגון רעידות אדמה, שינויים ברמות מים קרקעיים, או חדירה מאגית, מדגישות את האיזון הרגיש בתוך מערכות שדה geyser.

רשת ספין-החסין

מתחת לתופעות פני השטח המרהיבות שוכנת רשת מורכבת ומחוברת מאוד של שברים, conduits, חללים וסלע ⁇ המהווה את מערכת ההשטבה של שדה הגייזר.אדריכלות תת-קרקעית זו שולטת בתנועת מים, העברה חום ודינמיקה של התפרצות.

מקור החום העמוק וזיהום הידרותרמי

הנהג האולטימטיבי של פעילות גליצר הוא תא אדאמה רדודה או קירור rhyolite pluton, הממוקם בדרך כלל בין 2 ל 10 קילומטרים מתחת לפני השטח. גוף מאגי זה מחמם את הסלע השבור סביב, יצירת מאגר חום עצום.קרקע יורד דרך שברים מחומם על ידי מוליכים ו convection, הופך להיות מבולגן ומתגבר לאחור לעבר פני השטח.

המים שפרצה על פני השטח הם לעתים קרובות תערובת של נוזלים אממטיים עמוקים ומימי מטאוריים רדודים יותר, עם חתימות כימיות המשקפות תהליכים ערבוב במעמקים רבים.טמפרטורת הנוזלים האלה יכולה לעלות על 250 מעלות צלזיוס במערכות מסוימות, הרבה מעל נקודת הרתיחה האטמוספרית, אשר מתאפשרת על ידי תנאים בלחץ גבוה מתחת לאדמה.

Conduit Geometry and the Role of Silica Sealing

בניגוד למודלים הפשטניים המוקדמים שדמיינו את הגיזרים כצנרת צרה אחת, הדמיה גיאופיזיקה מודרנית מגלה כי גליסר צנחן מורכב מרשתות שבר מורכבות וקווי הרוח.הגאומטריה של המזהמים האלה שולטת אם הלחץ יכול לבנות מספיק כדי לייצר התפרצויות.

[הסומך] אחליק ממלא תפקיד פרדוקסלי אך קריטי במערכת זו.כאשר מים חמים מתקררים ליד פני השטח, אחליקה מהתפרצויות וחותמים משברים משניים ו pores.ThisFLT:0silica חותם valingphing FLT:1 ביעילות "הסרבנים העצמי" המערכת על ידי ריכוז לתוך קומפוזה עיקרי ומונעת פיזור ללא זה, אלא מתפתלים דינמיים, אלא מתפתלים, כמו גם מתפתלים, אלא מתפזרים, כמו גם מתפתלים.

The Eruption Cycle: Bubble Collapse and Flashing to Steam

  1. (FLT:0) התחממות וסופרת: סיגנל 1 (SylveLT:1 ⁇ ) סיגליקה יוצר חותם חזק ליד ראש הקונפדיה, לכידת מים מתחתיו.הלחץ ההידרסטי בתוך תא חתומה זה מאפשר לטמפרטורת מים לעלות היטב מעל הנקודה הרתיחה בלחץ פני השטח, יצירת תנאים על פני השטח.
  2. (ב) ⁇ :0) ⁇ : כאשר מים בעומק מגיעים לנקודת הרתיחה שלו ללחץ נתון, בועות קיטור מתחילות להתנפח ולהעלות, תוך חלוף מתחת לאטום הריאה.
  3. (ב) עיין:0) ,הלחץ יורד: 1FLT:1, הבועות העולים דוחפות מים למעלה, מה שגורם בריכות פני השטח לזרימה, אשר מפחית את הלחץ על עמודת המים מתחת.
  4. (FLT:0)Cascading Flash Boiling: ההרחבה: The הפתאומית ירידה בלחץ גורמת להבזק מהיר של מים לתוך קיטור, ומייצרת התפרצות אלימה כמו תערובת מים קיטור גורשו דרך האוורור.
  5. (ב) ⁇ :0) ⁇ : ⁇ 1 לאחר ההתפרצות, האמפים והמים מחלחלים לאט לאט למערכת, ומפעילים מחדש את המעגל.

מחזור ההתפרצות הזה יכול להשתנות באופן נרחב בזמן ובעוצמה בהתאם לגיאומטריה, אספקת מים, וקלט חום. כמה גימינים מתפרצים באופן קבוע עם מרווחים צפויים, כגון Oldנאמנות, בעוד אחרים מפגינים פעילות לא סדירה או בלתי צפויה.

אספקת המים וטעינה

שדות Geyser דורשים כמויות עצומות של מים כדי לקיים את הפעילות שלהם.לדוגמה, תכונות תרמיות של צהובסטון משחררות 500 מיליון גלונים של מים מדי יום.מים אלה בעיקר מקורם ממשקעים - snowfall ומשקעים - כי חודרים סלעים וקרקעות ביבשות שמסביב.תהליך הטעינה מושפע מחזורים עונתיים, גמישות climatic, וטופוגרפיה.

מים חודרים דרך שברים למעמקים של 2 עד 5 קילומטרים שבהם הוא מחומם לפני שעלה לאורך מסלולים מועדיים מועדיים.הזמן המלא של חדירה משטח להתפרצות יכול לחלוף עשרות שנים או אפילו מאות שנים, כלומר המים המתפרעים היום עשויים ליפול בתקופת האקלים ההיסטורית כגון עידן הקרח הקטן. דלאו שינויים בשיעורי הטעינה יכולים להשפיע באופן משמעותי על התנהגות גלית, עם כמה גחלים איטיים או תקופות איטיות במהלך תקופות יבשות.

תפוצה גלובלית ו- Tectonic controls

שדות Geyser הם נדירים ביותר, עם פחות מ-1,000 ג'ינרים פעילים הידועים ברחבי העולם.האירועים שלהם נשלטים על ידי תהליכים טקטוניים והוא מוגבל להגדרות גיאולוגיות ספציפיות שבהן זרימת חום, חדירות ואספקת מים באופן חיובי.

  • (FLT:0) נקודות חמות יבשתיות:FLT:1 אזורים כגון Yellowstone בארצות הברית ואיסלנד מייצגים מחוזות געשיים חמים הקשורים לנקודות חמות בהם זרמי מנטה מייצרים זרימת חום גבוהה ופעילות געשית בשפע. באזורים אלה, תנודתיות ריתולית נרחבת ו היווצרות caldera ליצור תנאים אידיאליים עבור שדות geyser.
  • (FLT:0)Plate Boundary Rift Zones:BuildFLT:1) גייזרים מתרחשים גם באזורי קרע פעילים כמו אזור געש טאפוזי בניו זילנד ובמזרח אפריקה Rift.כאן, tectonics מרחיבים מייצרים קרום שבור וזרימת חום גבוהה מ in magma intrusions, המאפשרת זרימת דם הידרותרמית.

לעומת זאת, גימינים נעדרים בעיקר ברוב קשתות הגעשיות ובמחסניות אמצע האוקיינוסים למרות תנוקרטנות בשפע, בעיקר בשל חוסר יכולת או חוסר של תאי מאגמה רדודים גדולים.הערות של גאינים ברחבי העולם מדגישה את האיזון העדין של גורמים גיאולוגיים הנדרשים להיווצרותם והעקשנות שלהם.

לסיכום, שדות geyser הם מערכות גיאולוגיות מורכבות שעוצבו על ידי כוחות געשיים וקטגוניים, תהליכים הידרולוגיים, ומשקעים מינרלים. משטחי השטח המרהיבים שלהם - החל מעמודים ומרפסות ועד מכתשים נפץ - לגרור את האינטראקציות הדינמיות בתוך רשתות הצנרת התת-קרקעיות שלהם.חקר תכונות אלה מספק תובנות קריטיות לתהליכים הגיאומטריה של כדור הארץ, סיכונים געשיים, וחקר בין החיים הקיצוניים וסביבות קיצוניות.