Come funzionano i geyser

In questo momento, in alcuni rari posti sulla Terra, le persone si stanno godendo la vista e il suono dell'acqua surriscaldata che scorre dal profondo del sottosuolo e nell'aria. Queste insolite formazioni geologiche, chiamate geyser, esistono sulla Terra e in tutto il sistema solare. Alcuni dei più famosi sulla Terra sono Old Faithful nel Wyoming negli Stati Uniti e lo Strokkur Geyser in Islanda, e in Africa, nella Danakil Depression.

Le eruzioni di geyser avvengono in aree vulcanicamente attive dove il magma surriscaldato si trova abbastanza vicino alla superficie. L'acqua scorre (o scorre veloce) attraverso le fessure e le fratture nelle rocce superficiali. Questi "condotti" o "tubi" possono raggiungere una profondità di oltre 2,000 metri. Una volta che l'acqua entra in contatto con le rocce riscaldate dall'attività vulcanica, inizia a bollire. Alla fine, la pressione aumenta e questo mette in moto una serie di azioni. Quando la pressione diventa troppo alta, l'acqua risale il tubo, trasportando i minerali con sé. Alla fine, esplode, inviando una scarica di acqua calda e vapore nell'aria. Queste sono anche chiamate "esplosioni idrotermali". (La parola "idro" significa "acqua" e "termale" significa "calore".)

Come funzionano i geyser

La meccanica di un geyser e come funziona. L'acqua penetra attraverso crepe e fessure, incontra la roccia riscaldata, viene riscaldata a temperature di superebollizione e quindi esplode verso l'esterno.
USGS

Pensa ai geyser come a sistemi idraulici naturali che forniscono acqua riscaldata in profondità all'interno del pianeta verso la superficie. Vanno e vengono a seconda dell'attività sotterranea che li alimenta. Mentre i geyser attivi possono essere facilmente studiati oggi, ci sono anche ampie prove in tutto il pianeta di quelli morti e dormienti. A volte muoiono quando i "tubi" della roccia si intasano di minerali. Altre volte le attività minerarie li disattivano, oppure i sistemi di riscaldamento idrotermale utilizzati dalle persone per riscaldare le loro case possono prosciugarli.

I geologi studiano le rocce e i minerali nei campi di geyser per comprendere la geologia sottostante delle strutture che si estendono sotto la superficie. I biologi sono interessati ai geyser perché supportano gli organismi che prosperano in acque calde e ricche di minerali. Questi "estremofili" (a volte chiamati "termofili" per il loro amore per il calore) danno indizi su come la vita possa esistere in condizioni così ostili. I biologi planetari studiano i geyser per comprendere meglio la vita che esiste intorno a loro. E altri scienziati planetari li usano come modi per comprendere sistemi simili su altri mondi.

La collezione di geyser di Yellowstone Park

Geyser Old Faithful presso il Parco Nazionale di Yellowstone. Questo scoppia circa ogni 60 minuti ed è stato sondato con telecamere dell'era spaziale e sistemi di imaging.
Wikimedia Commons

Uno dei bacini di geyser più attivi al mondo è a Yellowstone Park. Si trova in cima alla caldera del supervulcano di Yellowstone nel Wyoming nord-occidentale e nel Montana sud-orientale. Ci sono circa 460 geyser che rimbombano in un dato momento e vanno e vengono quando i terremoti e altri processi apportano cambiamenti nella regione. Old Faithful è il più famoso, attirando migliaia di turisti durante tutto l'anno.

Geyser in Russia

Valle dei geyser in Kamchatka, Russia. Questa foto è stata scattata appena prima di una colata di fango che ha inghiottito alcuni geyser. Questa rimane una regione molto attiva.
Robert Nunn, CC-by-sa-2.0

Un altro sistema di geyser esiste in Russia, in una regione chiamata Valle dei Geyser. Ha la seconda più grande collezione di prese d'aria del pianeta e si trova in una valle lunga circa sei chilometri. Gli scienziati stanno studiando questo e la regione di Yellowstone per capire i tipi di forme di vita che esistono in questi sistemi.

I famosi geyser islandesi

Strokkuer Geysir in eruzione, novembre 2010.
Protetto da copyright e utilizzato con il permesso di Carolyn Collins Petersen

La nazione insulare vulcanicamente attiva dell'Islanda ospita alcuni dei geyser più famosi al mondo. La parola "geyser" deriva dalla loro parola "geysir", che descrive queste sorgenti termali attive. I geyser islandesi sono associati alla dorsale medio atlantica. Questo è un luogo in cui due placche tettoniche - la placca nordamericana e la placca eurasiatica - si stanno allontanando lentamente a una velocità di circa tre millimetri all'anno. Mentre si allontanano l'uno dall'altro, il magma dal basso sale mentre la crosta si assottiglia. Questo surriscalda la neve, il ghiaccio e l'acqua che esistono sull'isola durante l'anno e crea geyser.

Geyser alieni

Pennacchi di cristalli di ghiaccio d'acqua, possibili cryogeyser, fuoriescono dalle crepe nella regione polare meridionale di Encelado.
NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute

La Terra non è l'unico mondo con sistemi di geyser. Ovunque il calore interno di una luna o di un pianeta possa riscaldare l'acqua o il ghiaccio, possono esistere dei geyser. Su mondi come Encelado, la luna di Saturno, i cosiddetti "criogeyser" sgorgano da sotto la superficie ghiacciata. Forniscono vapore acqueo, particelle di ghiaccio e altri materiali congelati come anidride carbonica, azoto, ammoniaca e idrocarburi alla crosta e oltre.

Europa potrebbe avere un oceano nascosto sotto la sua crosta ghiacciata. Vediamo uno spaccato qui, sullo sfondo di Giove e della minuscola luna vulcanica Io. I geyser potrebbero benissimo eruttare dal profondo della superficie.
NASA

Decenni di esplorazione planetaria hanno rivelato geyser e processi simili a geyser sulla luna di Giove Europa, sulla luna di Nettuno Tritone e forse anche sul lontano Plutone. Gli scienziati planetari che studiano l'attività su Marte sospettano che i geyser possano eruttare al polo sud durante il riscaldamento primaverile.

Utilizzo di geyser e calore geotermico

La centrale elettrica di Hellesheidi in Islanda, che utilizza pozzi di trivellazione per catturare il calore dai depositi geotermici sotterranei. Fornisce anche acqua calda alla vicina Reykjavik.
Creative Commons Attribution 2.0

I geyser sono fonti estremamente utili di generazione di calore e elettricità. La loro forza idrica può essere catturata e utilizzata. L'Islanda, in particolare, utilizza i suoi campi di geyser per l'acqua calda e il calore. I campi di geyser esauriti sono fonti di minerali che possono essere utilizzati in varie applicazioni. Altre regioni in tutto il mondo stanno iniziando a emulare l'esempio islandese di cattura idrotermale come fonte di energia gratuita e abbastanza illimitata.

Al di là della Terra, i geyser di altri mondi potrebbero effettivamente essere fonti d'acqua o altre risorse per futuri esploratori. Per lo meno, gli studi di quelle prese d'aria lontane aiuteranno gli scienziati planetari a comprendere i processi in atto in profondità all'interno di quei luoghi.