间歇泉Geyser

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沸水和蒸汽从里面间歇性喷出的地壳孔道。大间歇泉能向空中喷出30米以上的水柱,小间歇泉喷的高度不到30米。两次喷发之间的时间间隔不仅不同间歇泉各不相同,就是同一间歇泉的两次喷发之间的时间间隔也有变化。间歇泉的水蒸发后,氧化硅的水合物就沉淀下来,称为硅华,在泉口周围堆积成间歇泉锥或间歇泉堆。

  间歇泉见于冰岛,在这里最早对间歇泉进行观察,还见于新西兰和美国黄石国家公园。在黄石公园大约有200个间歇泉,比世界上所有其余地区的间歇泉加在一起还要多。老实泉(OldFaithful)位于黄石公园中,是世界上最著名的间歇泉。它的两次喷发之间的时间间隔为65分钟左右。黄石公园中还有一个卡斯尔间歇泉(CastleGeyser),喷发间隔约为9小时。喷发的持续时间不同泉也有很大不同:老实泉为2—5分钟,卡斯尔间隔泉为45—60分钟。老实泉向空中喷出的水柱高达32—56米,取决于喷发的猛烈程度和风速。在一次喷发期间,它大致喷出温度高于95℃的水40立方米,其中大部分并不流回到泉孔内,而是开始流向大西洋的漫长旅程。

  在老实泉的泉锥中埋藏着的许多部分硅化了的树桩、树干和松树的针叶表明,泉锥在达到今天的规模以后,曾有数百年的热状况的不活动时期,在此期间泉锥上长起了树木。然后,热状况的重新活动导致树木的死亡。根据对硅华沉积速度的测量和泉锥的体积,老实泉有数千年之久。

  间歇泉这种现象的存在是由于从地表向下伸延的孔道形状不规则、水的来源通常为地表水(在黄石公园,来自岩浆的水不到5%)、以及存在着足以使水达到沸点的热源。现在人们认为,热量是由于进行深层循环的地表水在运动到一个缓慢冷却的侵入岩体附近获得的。

  如果孔道很粗、没有阻塞以及热源又是充分的,就会形成沸湖。

  间歇泉的间歇活动的性质是用压力越高水的沸点越高这一道理来解释的。在一个孔道中,水的沸点随深度的增加而升高。如果孔道很长,在局部地方有弯曲和有阻塞,那么水最初可能只是在孔道的局部地方沸腾,产生蒸汽,蒸汽的压力不断地增加。高于沸点的水就会被水蒸汽向上推去,其中有一些喷出去,形成了预备性的小规模喷发,然后通常还接着有一次主喷发。喷发的结果,孔道中的压力减小、沸点降低。可能在温度达到过热之后,变成蒸汽的水越多,就有越多的水喷出去,压力就会进一步减小,其余的水就更加沸腾,最后,孔道中的水连同蒸汽一起喷出来,形成主喷发。当孔道中再充满水并达到沸点,就爆发了另一次喷发。


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