גייזר

גֵייזר הוא מעיין מים חמים המתפרץ תקופתית, ומעלה לאוויר עמוד של מים חמים וקיטור. מקור השם "גייזר" מ"גייסיר", שמו של הגייזר הנודע ביותר באיסלנד. השם "גייסיר" בתורו מקורו במילה "גְיוֹסָה", שפירושה "לזרום" או "להתפרץ".

הגייזרים נדירים למדי, משום שנדרש עבורם צירוף של נסיבות גאולוגיות ואקלימיות ייחודיות הקיים רק במקומות ספורים בעולם. על כן, ישנם רק חמישה אזורים בעולם העשירים בקבוצות של גייזרים:

פארק ילוסטון בארצות הברית
איסלנד
האזור הוולקני של טאופו באי הצפוני של ניו זילנד
אל טאטיו שבצ'ילה
האי אומנק באלסקה

בעבר במרכז קמצ'טקה שברוסיה שכנה בקעת הגייזרים היחידה של אירואסיה (Долина гейзеров), אך היא הושמדה ב-3 ביוני 2007 כתוצאה ממפולת בוץ באזור. בנוסף היו שני אזורים נוספים בנבדה, אולם הגייזרים שבהם הושמדו בשנות ה-80 של המאה ה-20 בשל התקנת תחנות כוח גאותרמיות בקרבת מקום, באופן שפגע במידת החום שהייתה זמינה ונדרשה ליצירת הגייזרים. ישנם גם גייזרים בודדים ברחבי העולם בקליפורניה, בפרו, בבוליביה, במקסיקו, בדומיניקה, באיים האזוריים, בקניה וביפן, אולם אין עוד אזורים העשירים בגייזרים.

אזור הגייזרים הגדול והעשיר ביותר הוא ילוסטון, שבו כמעט 400 גייזרים בתשע בקעות עשירות בגייזרים - דומה למספר הגייזרים בכל שאר העולם גם יחד. בילוסטון נמצאים גם הגייזר הגבוה בעולם ("גייזר ספינת הקיטור") והמפורסם בעולם ("הזקן הנאמן" - "אולד פיית'פול").

גייזיר, גייזר הנמצא בעמק האוקאדאלור שבדרום-מערב איסלנד, היה הראשון שתואר במקור מודפס, ושמו הושאל לשפות אחרות והפך לשם גנרי לתופעה כולה.

ישנם שלושה סוגי גייזרים:

גייזר מעיין מתפרץ מבריכות מים, בדרך כלל בסדרה של התפרצויות חזקות ואף אלימות.
גייזר חרוט מתפרץ מתוך חרוט חלול העשוי מסיליקה אשר מנקז מים הנמצאים בחלל תת-קרקעי; המים בחלקו התחתון של החלל מתחממים במהירות עד לרתיחה והקיטור הנוצר דוחק את המים שבחרוט החוצה. ההתפרצות היא בדרך כלל בזרם יציב שנמשך בין שניות אחדות למספר דקות. "אולד פיית'פול", למשל, הוא גייזר חרוט.
גייזר מזרקה הוא גייזר שמתפרץ מפתח רחב, בהתפרצות אלימה וחזקה. להבדיל מגייזר חרוט, גייזר מזרקה מתפרץ מתוך בריכה.

הגייזר המפורסם בעולם נמצא בפארק ילוסטון בארצות הברית ונקרא "הזקן הנאמן" בגלל "נאמנותו" לתפקיד - הוא פורץ בטמפרטורה של 100 מעלות צלזיוס, בממוצע פעם בשעה וחצי למשך כ-2 עד 5 דקות.

הפעילות הגייזרית, כמו כל פעילות של מעיינות חמים, נגרמת ממים המחלחלים בקרקע עד שהם מגיעים לסלע המחומם על ידי מאגמה. המים אז חוזרים אל פני השטח, בשל החום, דרך נקבים וסדקים בסלעים. ההבדל בין גייזרים לבין מעיינות חמים שאינם מתפרצים נעוץ במבנה התת-קרקעי: גייזרים מורכבים בדרך כלל מפתח קצר על פני השטח, המחובר למספר תעלות צרות המגיעות למאגרי מים תת-קרקעיים.

כשהגייזר מתמלא, המים שבראשו מתקררים, אולם בשל צרות התעלות, הקירור לא מגיע אל המים בשכבות התחתונות. המים הקרים מלמעלה לוחצים על המים החמים שלמטה, בדומה למכסה של סיר לחץ, ומאפשרים למים שבמאגר להתחמם אל מעבר לנקודת הרתיחה בעודם נוזלים.

בסופו של דבר, הלחץ בקרבת תחתית הגייזר עולה ומגיע לנקודה בה מתחילה רתיחה. בועות אדים עולות אל ראש התעלות. כשבועות אלה פורצות דרך מוצא הגייזר, חלק מהמים גולשים או ניתזים החוצה, ובכך מקלים את משקל המים שבתעלות ובהתאמה, מקטינים את הלחץ על השכבות התחתונות. עם שחרור לחץ זה, המים שמעבר לנקודת הרתיחה הופכים לקיטור, ומתפרצים בפראות דרך הפתח. הקצף הנוצר מהקיטור המתפשט ומהמים החמים מותז אל מחוץ לגייזר.

בסופו של דבר מתקררים המים שנותרו בגייזר אל מתחת לנקודת הרתיחה וההתפרצות מסתיימת. מים חמים תת-קרקעיים מתחילים לזרום שוב אל תעלות הגייזר, והמחזור מתחיל מהתחלה.

הכוחות החזקים המופעלים באופן מחזורי בגייזר הם הסיבה לנדירות הגייזרים. ישנם מעיינות חמים במקומות רבים בעולם, אולם הגייזרים נדירים משום שהכוחות הללו פורצים עם הזמן את הסלעים, ומגדילים את הפתח כך שתופעת הגייזר אינה מתרחשת עוד. הגייזרים נפוצים במקומות בהם ישנם מחצבים שונים המומסים במים החמים והופכים לחומר דמוי-מלט המאחה את הסלעים ומאפשר להם לעמוד בלחץ.

גייזרים הם תופעה שברירית, ואם משתנים התנאים בסביבתם הם עשויים "למות". גייזרים רבים הושמדו בידי בני אדם שהשליכו לתוכם אשפה, ואחרים בשל בניית תחנות כוח גאותרמיות. הגייזר הגדול של איסלנד הפסיק את התפרצויותיו הקבועות בשנת 2000, וניתן היה לגרום להתפרצויות רק על ידי הוספת חומרים מיוחדים למים כדי להקטין את מתח הפנים שלהם. לאחר רעידת אדמה בשנת 2000 חזר הגייזר להתפרץ באופן קבוע. בתחילה התפרץ בערך 8 פעמים ביום; עד לחודש יולי 2003, ירד קצב ההתפרצות לשלוש פעמים ביום בלבד, והתדירות ממשיכה לרדת.

לחלק מהגייזרים קיים אינדיקטור, לרוב גייזר משני, המראה כי התפרצות גייזר האם קרובה.

גייזר חייב שהמאגמה תהיה קרובה מאוד לפני הקרקע. המים לא יוכלו לרדת מתחת לגובה מסוים, ואם בגובה זה אין חימום מאסיבי על ידי מגמה, לא יהיה גייזר.
גייזר חייב שהשכבה האטימה למים תהיה מאוד נמוכה, מאות מטרים או יותר מתחת לפני הקרקע. אם השכבה האטימה תהיה גבוהה מדי, התופעה האלימה ביותר תהיה מעיין חם מחמת המרחק הגדול מדי מהמגמה למאגר המים.
גייזר חייב שהאקלים יהיה מתאים: גשם כל השנה (לאספקת מים סדירה למאגר) וקור בחלקה (הקור יפחית את הלחץ באזור ויקל על ההתפרצות).
רצוי שהאזור של הגייזר/ים יהיה גבוה מעל פני הים כך שהלחץ ירד. תנאי זה אינו תנאי חובה אך הוא עוזר לגייזר להתפרץ.

מכיוון שצריך את כל התנאים הללו, פרט לאחרון, גייזרים הם תופעה נדירה ביותר.