Geiser

Geiser (isländ. Geysir, »Sprudel«; hierzu Tafel »Geiser«), periodische heiße Springquellen, von den beiden Geisern in Island auf ähnliche Quellen in andern vulkanischen Gegenden übertragen.

Fig. 1. Großer Geiser auf Island. (Nach Paijkull.)

Der Große G. (Fig. 1) liegt nordwestlich vom Hekla in einem breiten Tal, wo sich dicke Schichten von Kieselsinter als Quellabsatz des Geisers gebildet haben. Um den Großen G. selbst herum stellen diese Absätze einen flachen Kegel dar, an dessen Spitze sich ein rundes Becken von 2 m Tiefe und 18 m Durchmesser befindet, in das der etwa 3 m weite und bis zu 23 m Tiefe verfolgbare Quellschacht mündet. In den Pausen zwischen den Eruptionen ist das Becken mit Wasser von 76–89° gefüllt, während die Temperatur in der erreichbaren Tiefe des Kanals bis 127° steigt. Alle 24 bis 30 Stunden wird mehrmals rasch hintereinander eine 2 m dicke, 25–36 m hohe dampfende Wassersäule ausgeworfen, worauf sich das durch die Eruption entleerte Becken allmählich wieder füllt, bis sich in nicht ganz gleichen Perioden der Ausbruch wiederholt. Ähnliche Erscheinungen, aber nach der Dauer der Periode, nach Höhe des Wasserstrahls und der dadurch bedingten Großartigkeit der Eruption verschieden, zeigen die andern isländischen Geiserquellen: der Kleine G., der Strokkr (»Butterfaß«), ferner die Geisergebiete Neuseelands und des Nationalparks im Quellgebiet des Yellowstoneflusses in Nordamerika. Im Nationalpark kennt man, durchaus an jungvulkanische Gesteine (Quarztrachyt) geknüpft, viele Hunderte von heißen Quellen und unter diesen etwa 30 G., die von Zeit zu Zeit z. T. gewaltige Wassermassen bis zu 45 m Höhe (Giant, Old Faithful, Castle [Fig. 2], Grand, White Dome-G., Mammutgeiser, dessen Sinterterrassen die Tafel darstellt) emporschleudern. Auch von der japanischen Halbinsel Simoda wird ein G. beschrieben

Unter den vielen Theorien zur Erklärung des Mechanismus der Geisereruptionen ist die von Bunsen gegebene die wichtigste: Nach seinen Beobachtungen wird das Wasser im Geiserrohr unter dem Druck der auf ihm lastenden Wassersäule über 100°, den Siedepunkt des Wassers an der Oberfläche, erhitzt.

Fig. 2. Der Castle-Geiser im Yellowstone-Nationalpark (Nordamerika).

Erreicht nun das an irgend einer Stelle des Rohres befindliche Wasser durch neu hinzuströmendes überhitztes Wasser den der Druckhöhe entsprechenden Siedegrad, so verwandelt es sich plötzlich in Dampf, und dieser Dampf schleudert die ganze noch darüber befindliche Wassersäule in die Luft; die nachdringenden Wassermassen, ebenfalls von einem Teil ihres Druckes befreit, gehen ebenso plötzlich in Dampfform über und treiben das in die Röhre zurückströmende Wasser heftig empor, so lange bis das ausgeworfene und z. T. wieder in das Bassin zurückfallende Wasser so weit abgekühlt ist, daß es die fernere Dampfbildung verhindert. Hierauf tritt eine Periode der Ruhe ein, bis die abgekühlte Wassersäule durch von unten nachdringende heiße Wassermassen sich wieder aufs neue erhitzt hat. Diese Erklärung ist aber nur dann zutreffend, wenn ein größeres Reservoir, das unter hydraulischem Druck steht, am untern Ende des Geisers vorausgesetzt wird und die Dimensionen des Steigerohrs und des Mündungsbassins in einem richtigen Verhältnis stehen. Mit einem von Andreä konstruierten Apparat, der aus einem etwa 1,5 Lit. fassenden Kolben, einem dicht ausgesetzten Steigerohr von 1 m Länge und 1,5 cm Breite, das oben in eine 0,6 m breite und ziemlich tiefe Schale mündet, besteht, lassen sich die Geisererscheinungen aufs beste nachahmen; man füllt den Apparat mit Wasser bis oben an, stellt ihn auf ein Sandbad und heizt ihn mit einem Bunsenbrenner an. Wenn aber am untern Ende des Geisers kein größeres Reservoir angenommen wird, so müßte man, wie bei dem von Müller konstruierten, in Fig. 3 schematisch gezeichneten Apparat, voraussetzen, daß an der Steigröhre zwei Heizstellen, ganz unten a und weiter oben b, vorhanden sind, was sich aber von geologisch möglichen Verhältnissen ziemlich weit entfernt; oder man müßte mit Lang und Petersen für die Geiserröhre einen Zickzackverlauf (Fig. 4) längs natürlicher Spaltsysteme und als einzige Quelle der Erhitzung die nach dem Erdinnern zu sich steigernde Erdwärme annehmen. Es müssen die tiefer gelegenen Teile der Röhre (A und C) stärker erhitzt werden als die höhern; die dadurch in dem höher gelegenen Knie B der Röhre entwickelten oder auch wohl in einem Hohlraum neben dem eigentlichen Geiserschacht sich ansammelnden Dämpfe drücken auf die Wassersäule im abwärts gerichteten Schenkel, bis das Wasser ganz aus demselben verdrängt ist. Sowie dies eintritt, gelangen sie in die Steigröhre und bringen ein Aufkochen mit Austritt einer geringen Menge von Wasser bei D hervor. Hierdurch bedingt ist die Verminderung des Druckes bei C und E; es erfolgt hier ein jähes Aufkochen durch die ganze Wassermenge, und der plötzlich entwickelte Dampf stößt das Wasser aus der vertikalen Röhre C D bei D energisch hervor. Dies ganze Spiel wird durch die bei C wirkende Wärmequelle nicht alteriert werden, diese wird vielmehr zur Vorwärmung des Wassers im Schenkel BC dienen und die Dampfentwickelung bei B beschleunigen.

Das Wasser der G. ist neutral oder schwach alkalisch und enthält bedeutende Mengen Kieselsäure gelöst, die sich aus dem erkaltenden Wasser abscheidet und oft die wunderbarsten Bildungen erzeugt, z. B. flachgewölbte Kegel rings um die Ausmündung der G., riesige Stalaktiten und grottenförmige Hohlräume oder Terrassen, wie bei dem Tetaratasprudel am Rotomahanasee auf Neuseeland.

Fig. 3. Müllers Apparat zur Erklärung der Geiserbildung nach Bunsen. Fig. 4. Erklärung der Geiserbildung nach Lang.

Das Hauptbassin dieses durch das vulkanische Erdbeben vom 10. Juni 1886 vernichteten Sprudels lag etwa 36 m über dem See und war bis an den Rand mit klarem Wasser von 84° gefüllt, das in der Mitte beständig heftig aufwallte. Das Wasser hatte bei seinem Abfluß auf dem Abhang des Hügels ein System von marmorweißen Terrassen aus Kieselsäure erzeugt, von denen jede, mit einem erhabenen Rand versehen, ein Becken bildete, das mit warmem, herrlich blauem Wasser gefüllt war. Für gewöhnlich floß so wenig Wasser über die Terrassen, daß man bequem bis zum Hauptbecken emporsteigen konnte; bisweilen aber wurde plötzlich die ganze Wassermasse des letztern ausgeworfen, und dann konnte man bis 10 m tief in dasselbe hinabblicken. Ähnliche Terrassen zeigt unsre Tafel vom Mammutgeiser im Yellowstonepark.