Az Old Faithful gejzír órája

Ma már ismerjük a gejzír alatti forró vizes rendszert, amelyben a túlhevített víz rendszeres időközönként hirtelen forrásba jön, majd ezt követően sok ezer liternyi forró víz és gőz spriccel a magasba a gejzír kürtőjén át. Az is ismert, hogy a gejzír rendszerében számos különböző időközökkel oszcilláló esemény zajlik – pl. a hőmérséklet, a nyomás, vagy a vízszint is ugrál. Ezeknek az oszcillációknak a hátterét nem minden esetben értjük, egy új kísérlet ebben adott nemrégiben segítséget. A kutatásról az EOS földtudományi hírportál számolt be.

A túlhevítettség egy olyan állapot, amikor a kérdéses folyadék hőmérséklete a forráspont fölé melegszik, ám anélkül, hogy valójában forrásba jönne és gőzneművé válna. Azonban ez az állapot átmeneti, és valamilyen külső hatásra azonnal felforrhat az ilyen túlhevített folyadék.

Egy kutatócsoport a rejtély megoldása céljából felépített egy mini-gejzírt a laboratóriumban, hogy megvizsgálják, minek köszönhetően fluktuál a víz a gejzír rendszerében. A válasz reményeik szerint egyes vulkánok működésének megértéséhez is sok információt adhat.

Az Old Faithful esetében a gejzír kitörései közti időkben, a kürtő alatti víztározó kamra függőleges aknájában a vízszint másodpercenként egy méternyit fel-le ugrál. Ismert, hogy más gejzíreknél is hasonló folyamatok zajlanak, más mértékkel. A kutatók az okok megismerését azzal kezdték, hogy elővettek egy 1811-es elképzelést, a buborékcsapda elméletét. Ez abból áll, hogy az elképzelés szerint az a kamra, ahol a forró víz található, nem pontosan a gejzír alatt, hanem a kürtőhöz vezető akna mellett helyezkedik el, és egy vízszintes csatorna köti össze az aknával. A kutatók szerint ez az oldalsó elhelyezkedés okozza a folyadékszint ingadozását.

Ebben az oldalsó kamrában a forráskor képződő gőzzel teli buborékoknak nincs hova menniük, így a gőz a kamra mennyezete alatt gyűlik össze, „csapdába esik”. A gőz nyomása azonban előbb-utóbb elég nagy lesz ahhoz, hogy a vizet ki tudja préselni az oldalsó csatornán át a gejzír fő aknájába – ahol ennek hatására megemelkedik, majd a gőz távoztával ismét lesüllyed a vízszint. Ez a folyamat ismétlődik azután a gejzírnél látott másodperces időközökkel.

A kutatók egy fűthető víztartályt építettek, amelyhez az elméletnek megfelelő elrendezésben csővezetékek csatlakoztak, majd felfűtötték a tartály vizét, és vizsgálták, mi történik a csövekben. Kiderült, hogy pontosan az zajlik itt is, mint az Old Faithful alatt (ezt a mélybe engedett kamerával korábban már rögzítették), így a kísérlet azt mutatta, hogy nagyon helyes elgondolás volt a 19. század elején alkotott elmélet.

A vulkánok kitöréseihez szintén nyomásváltozás vezet, a magmában lévő gázok felszabadulnak és kitágulnak, ami a vulkáni robbanásokban ölt testet azután. A folyamatok hasonlósága indokolja, hogy a szelídebb és könnyebben vizsgálható gejzírek révén igyekezzenek megérteni, pontosan mi is zajlik a mélyben. A gejzírekből nyert információkat már korábban is használták a vulkánok megértésében. Például amikor kiderült, hogy a gejzírek víztározói oldalsó irányban is elhelyezkedhetnek, akkor kezdtek csak olyan vulkánokat keresni, amelyeknek hasonló, oldalsó elrendezésben lehet a magmatározója. Korábban úgy hitték, hogy e magmatározók csak a pontosan a vulkán alatt helyezkedhetnek el.

A gejzírek emellett a kitöréseik néhány órás vagy még nagyobb gyakoriságával is segítséget adnak, természetes laboratóriumként használhatóak. Akár egy hét alatt el lehet végezni rajtuk olyan méréseket, amelyeket egy vulkánnál, amely csak egyszer tör ki emberöltőnként, sose készülhetnének el.