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Gigantische Geysire: Hinter den faszinierenden Fontänen steckt einfache Physik

Geysire werden auch heiße Springquellen genannt. Doch hinter dem Phänomen steckt noch mehr.
Geysire werden auch heiße Springquellen genannt. Doch hinter dem Phänomen steckt noch mehr.
Foto: iStock/jesselindemann
Eine heiße Wasserfontäne schießt aus dem Boden. Geysire sind ein spektakuläres Naturschauspiel. Doch damit wir sie sehen können, müssen viele Faktoren zusammenspielen.

Ob in Island oder als Besucher des Yellow Stone Nationalparks: Geysire sorgen für einen unglaublichen Anblick. Die Dampf- und Wasserfontänen, die aus dem Boden schießen, sind ein Naturschauspiel, für das viele Touristen von weit her anreisen. Damit du in den Genuss dieses Ereignisses kommst, müssen aber verschiedene Faktoren gegeben sein. Wir erklären dir, was dafür nötig ist.

Geysire sind mehr als nur heiße Quellen

Damit die heiße Wasserfontäne in den Himmel schießt, muss sich im Untergrund ein komplexer Vorgang abspielen. Denn damit man an der Oberfläche das Spektakel von Geysiren beobachten kann, müssen verschiedene Faktoren zusammenkommen:

  • Es benötigt großes Wasservorkommen,
  • Hitze,
  • die geologische Beschaffenheit des Untergrunds
  • und einen hohen Wasserdruck.

So entstehen spektakuläre Geysire

Geysire befinden sich meistens in der Nähe von Vulkanen. Das heißt im Untergrund befindet sich Magma und heiße Ablagerungen, die sich langsam abkühlen. Erste Forschungen zu diesem Naturphänonomen unternahm der deutsche Chemiker Robert Wilhelm Bunsen 1946. Er war auf einer Expedition in Island.

Das erhitzte Grundwasser sammelte sich in unterirdischen Kammern. Da es Engstellen im Schlot gab, erhöhte sich der Druck in den Kammern. Bei einem gewissen Druck wird eine Grenze überschritten, daher entweicht ein gewisser Teil des Wassers explosionsartig nach kurzer Zeit. In der Kammer kommt es zu Druckabfall und der ganze Vorgang beginnt erneut.

YouTube-Video: Geysir in ISland

Die Dynamik bei der Entstehung von Geysiren

Die Arbeit von Forscher Thomas Walter des GeoForschungsZentrums Potsdam betrachtet die Dynamik von Geysiren und den Wasserfluss. Dabei wurde das Geothermalfeld um Geysire in Island betrachtet. Es konnten durch eine Infrarotkamera und Drohnen über 360 Spots und Hitzepunkte um einen Geysir herum entdeckt werden.

Eine Unterwasserkamera fertigte zudem Bilder von Geysiren in 20 Metern Tiefe an. Durch den Druck entstehen dort Temperaturen von 120 Grad Celsius. Der Bereich der Geysire, der sich nahe der Oberfläche befindet, besteht aus einer Röhre von neun bis zwölf Metern. Ab einer Tiefe von 16 Metern verzweigt sich diese Röhre. Diese Risse sind identisch mit den Hitzepunkten. Geysire sind also unterirdisch mit dem Kanalsystem verbunden.

In diesem komplexen Risssystem baut sich der Druck des Wassers auf. Durch ein Erdbeben können neue Geysire entstehen. In manchen Geysiren fließt das ausgestoßene Wasser wieder zruück. Bei anderen gibt es weiteren Wasserzufluss aus dem Magma. Geysire können aber auch mit dem Grundwassersystem verbunden sein.

So schießt plötzlich die Wasserfontäne aus dem Boden

Wasser sammelt sich über alten Magmakammern in einer Art Wasserspeicher. Darüber befindet sich eine Wassersäule aus kälterer Flüssigkeit. Du kannst dir das vorstellen wie in einem Dampfkochtopf, wo das unter Druck stehende Wasser nicht versieden kann, sondern trotzdem flüssig bleibt. Auf diese Weise verschiebt sich der Siedepunkt.

Sobald sich der Siedepunkt und der Druck annähern, lassen sich an der Austrittsstelle der Geysire Dampfblasen erkennen. Das wiederum erinnert an kochendes Wasser. Die Druckverhältnisse verändern sich und das erhitzte Wasser nimmt einen gasförmigen Zustand an. Darum bricht schließlich die Fontäne nach oben aus. Dadurch nimmt das Volumen um etwa das 1.600-Fache zu. Deshalb schießen die Fontänen mit einer solchen starken Energie aus dem Boden.

Wie oft ein Geysir aktiv wird, hängt davon ab, wie viel Wasser im Untergrund zuströmt und wie lange die Erhitzung des Wassers benötigt. Die heißen Springquellen existieren nicht für immer, da Mineralien die Röhren leicht verkrusten können. Nur ein Erdbeben oder künstliche Bohrungen können diese Wege wieder befreien.

Auch in den eisigen Tiefen des Jupiters befinden sich Geysire. Damit ist die Erde nicht der einzig Planet, der die Springquellen beherbergt. Es gibt auch unsichtbare Unterwasservulkane, die für Eruptionen sorgen.