7. – 10. Schuljahr

Daniel Grossmann

Geysire

Spektakuläre Naturerscheinungen in faszinierenden Gebieten der Erde

Es ist laut, es ist nass, es ist heiß, die Fontäne steigt viele Meter hoch, man bringt sich besser in Sicherheit der Ausbruch eines Geysirs ist ein Erlebnis für alle Sinne. Geysire sind spektakuläre Naturerscheinungen, die sich gut dafür eignen, den Physikunterricht interessant zu gestalten und gleichzeitig viele Fachinhalte zu vermitteln. Zudem lassen sich dabei auch Physik und Erdkunde verbinden.
Dieser Beitrag zeigt, wie Bilder und Videos aus dem Internet genutzt werden können, um in der Mittelstufe Motivation für die Beschäftigung mit Naturwissenschaften zu erzeugen und Schülerreferate anzuregen.
Was ist ein Geysir?
Ein Geysir (isländisch: geysa in heftige Bewegung bringen, hervorsprudeln) 1) ist eine besondere Form einer heißen Quelle: Im Gegensatz zu einer Thermalquelle, aus der das warme oder heiße Wasser gleichmäßig austritt, oder einer Fumarole, aus der gleichmäßig Wasserdampf ausströmt, bricht der Geysir in mehr oder weniger regelmäßigen Abständen als Fontäne aus, die eine beachtliche Höhe erreichen kann. Einen solchen Ausbruch bezeichnet man als Eruption.
Aus dem Boden aufschießendes Wasser kann verschiedene Ursachen haben, z.B. sprudelt bei der artesischen Quelle bzw. dem künstlich angelegten artesischen Brunnen das Wasser aufgrund des hydrostatischen Drucks heraus. Ein Kaltwassergeysir ist ebenfalls künstlich durch eine Bohrung geschaffen, der Druck entsteht hier aber durch Kohlenstoffdioxid, das unterirdisch ins Grundwasser abgegeben wird. Spricht man kurz von einem „Geysir, so ist ein Heißwasser-Geysir gemeint, bei dem der Druck durch Volumenvergrößerung beim Erhitzen des Grundwassers aufgrund der Erdwärme aufgebaut wird.
Entstehung und Vorkommen von Geysiren
Damit ein Geysir in der Natur entstehen kann, müssen drei geologische Voraussetzungen vorhanden sein:
  • ein unterirdischer Hohlraum mit einer röhrenartigen Verbindung zur Oberfläche,
  • eine Wasserversorgung (z.B. eine Grundwasserleitung) und
  • eine Wärmequelle (z.B. eine Magmakammer), die Energie zuführt.
Entsprechend findet man Geysire nur in wenigen besonderen, geologisch aktiven Regionen der Erde. Die größten und berühmtesten Geysirfelder sind:
  • Yellowstone-Nationalpark (Wyoming, USA),
  • Dolina Geiserow („Tal der Geysire, Kamtschatka, Russland),
  • Taupo Volcanic Zone (Neuseeland),
  • El Tatio (Antofagasta, Chile),
  • Haukadalur („Tal der Greifvögel, Hochtemperaturgebiet in Island, mit den berühmten Geysiren Der große Geysir und Strokkur = Butterfass),
  • Umnak Island (Alaska).
Geysire sind empfindliche Naturphänomene. Durch Änderung der Bedingungen, zum Beispiel durch Erdbeben oder Vulkanausbrüche, können Geysire inaktiv werden oder neue Geysire entstehen. So bricht der berühmteste Geysir der Erde, der Große Geysir in Island, von dem auch die Bezeichnung „Geysir abgeleitet wurde, seit verschiedenen Erdbeben nur noch sehr unregelmäßig aus.
Auch durch Eingriffe des Menschen können Geysire verlöschen. Dies kann durch Vandalismus geschehen, wie z.B. beim Ebony-Geysir im Yellowstone-Nationalpark, der durch Hineinwerfen von Steinen und Schutt zerstört wurde. Aber auch durch den Bau geothermischer Kraftwerke sind in Island und in den USA schon mehrere Geysire und heiße Quellen versiegt. Umgekehrt ist in Nevada durch eine fehlerhaft niedergebrachte Bohrung ein neuer Geysir geschaffen worden: der Fly Geyser. Wird der Dampfdruck im Geysir zu groß, kann er sogar explodieren so geschehen mit dem Porkchop Geyser 1989 im Yellowstone-Nationalpark. Am Beispiel des Geysirs können somit die Folgen menschlicher Eingriffe in die Natur eindrücklich gezeigt werden.
Wie funktioniert ein Geysir?
Lange Zeit waren die Geysire rätselhafte Naturerscheinungen. Das erste Modell zur Erklärung der Funktionsweise eines Geysirs entwickelte der deutsche Chemiker Robert Wilhelm Bunsen, der nach dem Ausbruch des Vulkans Hekla im Jahr 1846 zu einer...

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