Чудесный дар природы
В один из зимних дней мы шли на лыжах по глубокому снегу, уставшие, в окаменевшей одежде, покрытой льдом. Вечерело. Мороз с каждым часом крепчал. Наш проводник скомандовал: «Идем на Паужетку». Мы так устали, что уже никуда не хотелось идти. Затем еще полчаса пути и впереди — туча пара. Повеяло теплом. Как будто из зимы с ее трескучим морозом мы попали в теплое лето. Кругом мелькали струи горячей воды, вырывающиеся по трещинам пород, ручьи и небольшие озерца. Из них поднимались клубы пара, согревавшие всю долину. Кто-то предложил: «давайте купаться!». Сначало было даже подумать об этом страшно. А затем, когда, раздевшись, мы погрузились в горячую воду, то почувствовали, что вся усталость как-будто растаяла.
Мы находились на Камчатке в знаменитой долине терм — Паужетке. Здесь выходят многочисленные горячие источники. Однако Паужетка — только преддверие страны гейзеров — горячих источников, периодически извергающихся из-под земли. Если вы от нее пройдете еще немного на восток, то попадете в удивительную местность. Уже на расстоянии нескольких километров слышен могучий шум. По мере приближения слышится шипение и грохот. Встреченные реки несмотря на сильный мороз не имеют льда, а.над ними поднимаются облака пара. Еще одно усилие, и вы замираете, пораженные невиданным зрелищем. Кругом из клубов пара взлетают фонтаны горячей воды. Самый крупный гейзер Великан выбрасывает фонтан воды с температурой более 100° С на высоту более 300 м. Неповторимая картина.
Гейзеры (от исландского слова geysa — хлынуть) встречаются во многих местах земли. В основном они связаны с вулканическими районами. Гейзеры чем-то напоминают настоящие ритмично извергающиеся вулканы. Отличие заключается в том, что вместо пепла, газов и лавы они выбрасывают пар и горячую воду. Замечательно, что интервалы между этими извержениями строго одинаковы. Что же является причиной ритмичности гейзеров?
Секрет заключается в форме каналов, соединяющих подземный резервуар пара и кипятка с поверхностью. Они имеют вертикальные участки и коленообразные (рис. 29).
Вода накапливается в вертикальной части канала гейзера и уравновешивает давление пара в резервуаре. От этого часть воды в нижней части водяной пробки перегревается, возрастающее при этом давление пара выдавливает часть воды за коленообразный изгиб, что в свою очередь приводит к резкому падению давления в резервуаре. Почти мгновенно находящаяся в нем вода превращается в пар, который с силой выбрасывает всю воду из вертикального канала в воздух, образуя фонтан гейзера.
Рис. 29. Действие гейзера
Фонтанирующий пар и вода охлаждаются и, падая обратно в кратер, (его называют грифон) — углубление у выхода канала на поверхность земли, понижают температуру воды в верхней части вертикального канала. На этом извержение прекращается до следующего этапа перегрева.
Интервалы действия гейзеров зависят от строения каналов, глубины бассейнов, температуры и колеблются от минут до дней.
Рис. 30. Большой гейзер в Исландии
Классическим примером массового развития гейзеров является Долина десяти тысяч дымов на Аляске. Ее происхождение обусловлено могучим извержением вулкана Катмая (1912 год). В этой долине протяженностью около 25 км имеются десятки тысяч бьющих из трещин паровых струй. Многие из них выбрасывают пар на высоту 100 — 200 м. Иногда это водные струи, бьющие до высоты 300 м. Выбрасываемые пары состоят на 99% из воды.
В отличие от обычных изменений температуры с глубиной в районах вулканов повышение температуры на Iе С происходит через 0,5 — 2 м. Это приводит к тому, что уже на глубине 50 — 100 м температура земной коры достигает 100° С и выше. Измерения температуры в районе Паужетской долины показали что уже на глубине 1 — 2 м она часто достигает 80 — 100° С.
На Камчатке термальные источники выходят во многих местах. В 60 км от города Петропавловска-Камчатского еще в 1741 году были открыты Большие банные источники. Здесь на поверхность выходит более 500 горячих источников с температурой от 80 до 105° С.
Другим районом СССР, богатым термальными водами, являются Курильские острова.
Во многих других странах мира, там, где располагаются вулканы, также известны гейзерные и термальные поля. В этом отношении особой известностью пользуется Исландия. Здесь в 55 км от столицы страны Рейкьявика в долине реки Хауке находится поле гейзеров. Среди них знаменитый Большой гейзер, привлекающий толпы туристов (рис. 30). Когда-то он извергал мощную струю высотой до 150 м. Название гейзера было впоследствие распространено на подобные периодически действующие горячие источники. В 1957 г. Большой гейзер перестал извергаться. Еще до этого удавалось искусственно вызывать его активность забрасыванием в него 20-50 кг мыльного раствора.
В настоящее время в Исландии действует несколько десятков гейзеров, однако все они небольших размеров. Так, в 200 м от Большого гейзера, прямо у дороги, с шипением выбрасывает свои воды на высоту 35 м гейзер Строккур. Всего в Исландии насчитывается более 7000 горячих источников. Последние подсчеты специалистов показывают, что они могут давать грандиозную массу энергии, соответствующую энергии, получаемой при сжигании 7 млн. т нефти за этот же промежуток времени.
Мы стоим на поле горячих источников на полуострове Рейкь-янес. Из скважины с глубины 1100 м с шипением выбрасываются облака пара, что-то клокочет, дрожит земля. Замеренная температура паров в этой скважине оказалась равной 286° С.
Исландские термальные воды отличаются от камчатских и вод других районов тем, что здесь широко распространены паро-газовые струи и отмечается присутствие большого количества кремнезема, а иногда и водорода. Термальные воды известны также в Новой Зеландии, Италии, Японии, США и в некоторых других странах.