Geysire

Der Begriff Geysir ist vom isländischen Wort „gjósa“ (deutsch hervorsprudeln) abgeleitet, wurde im 17. Jahrhundert geprägt und bezeichnet geothermale Springquellen ähnlicher Art, wie sie in anderen Teilen der Welt erst im 19. Jahrhundert allgemein bekannt wurden.

Die Wärme einer Magmakammer erhitzt das Grundwasser auf über 100 °C. Durch den Druck der darüberstehenden Wassersäule siedet das Wasser zunächst nicht (Siedepunkterhöhung). Bei einer Eruption geschieht im einfachsten Fall folgendes:

Erst wenn die Temperatur im Reservoir auf weit über den Siedepunkt angestiegen ist, steigen einzelne Dampfblasen durch die Engstelle im Kanal aufwärts und pressen einen Teil der Wassersäule nach oben. Dadurch sinkt unten der Druck rapide ab und das überhitzte Wasser geht schlagartig in Dampf über.

Herausgeschleudert wird eine Mischung aus kochend heißem Wasserdampf, kühlerem beziehungsweise kondensiertem Wasser und gelösten Mineralien sowie Gesteinspartikeln. Im Laufe der Jahre werden durch das heiße Wasser feine Spalten im Gestein zu Schächten aufgeweitet und im günstigsten Fall durch im Wasser vorübergehend gelöste Mineralien (z. B. Silikate) ausgekleidet und damit stabilisiert. Besteht auf dem Weg zur Oberfläche keine wirksame Verengung z. B. durch einen Übergang von einer Kammer (Reservoir) zu einer Leitung, so tritt das Wasser als heiße Quelle oder Dampfquelle zu Tage.

Folgende Faktoren beeinflussen die Tätigkeit von Geysiren:

• Jahreszeiten und Niederschlagsmengen (mehr oder weniger intensiv), da Niederschläge teilweise in dem abgedichteten System, das ein Geysir voraussetzt, sehr lange brauchen, bis sie im Grundwasserleiter des Geysirs ankommen (dies kann über das Verhältnis der Isotope des Wasserstoffs im ausgeworfenen Wasser bestimmt werden);
• Luftdruck (entscheidend), da der Siedepunkt des Wassers direkt vom Luftdruck abhängig ist;
• Gezeitenkräfte (entscheidend), hohe Gezeitenkräfte weiten die Spalten, die den Geysir mit Grundwasser versorgen,
• Erdbebentätigkeit (von Geysir zu Geysir unterschiedlich und teilweise nicht direkt abhängig vom Abstand zum Epizentrum), allerdings lassen sich anhand der Tätigkeit von Geysiren Erdbeben noch nicht vorhersagen.

Im weit gefassten Sinn ist damit die in unserem Planeten gespeicherte bzw. von ihm "erzeugte" Wärmeenergie gemeint. Im engeren Sinn bezeichnet Geothermie die im zugänglichen Teil der Erdkruste gespeicherte Wärmeenergie und ihre anwendungstechnische Gewinnung bzw. Nutzbarmachung (z.B. für Heizzwecke oder zur Stromerzeugung). Die Wärme speist sich aus dem kontinuierlich fließenden Wärmestrom vom heißen Erdinnern hin zur kalten Erdoberfläche.

Die Geothermie beschreibt die Nutzung von Wärmeenergie, die in hohen Temperaturen im Erdreich gespeichert ist. Sie wird zu den erneuerbaren Energien gezählt und ist auch unter dem Begriff Erdwärme bekannt. Dabei kann sowohl oberflächennahe als auch in tieferen Schichten des Erdreichs vorhandene Wärme gewonnen werden, um sie zu Heizzwecken oder zur Gewinnung von elektrischem Strom zu nutzen.

Arten und Förderung der Geothermie:

Bei der oberflächennahen Geothermie handelt es sich um die Erschließung von Wärme, die in Schichten von bis zu vierhundert Metern Tiefe freigesetzt wird. Bei der Förderung oberflächennaher Geothermie kommen Grundwasserbrunnen ebenso zum Einsatz wie Erdwärmekollektoren und Sonden. Schon ab einer Tiefe von etwa fünfzehn Metern steht Wärme zur Verfügung, die keinen saisonabhängigen Temperaturschwankungen unterliegt und damit ganzjährig konstant bleibt. Obwohl die Temperaturen in dieser Tiefe noch vergleichsweise gering sind, lässt sich die in den oberen Schichten gespeicherte Wärme als Energiequelle mittels thermischer Grundwasserbrunnen nutzen. 

Die Temperaturen der Erdwärme erhöhen sich pro hundert Meter um etwa drei Grad Celsius. Für Tiefen zwischen zehn und einigen hundert, manchmal auch tausend Metern kommen Erdwärmesonden zum Einsatz. Diese versorgen Haushalte und öffentliche Gebäude mit Heizwärme. Oberflächennahe Erdwärme wird zudem im Winter direkt genutzt, um Bahngleise, U-Bahn-Schächte oder Tunnel eisfrei zu halten. Auch Grubenwasser in stillgelegten Bergwerksschächten kann thermisch genutzt werden.

Durch Bohrungen wird ab einer Tiefe von etwa vierhundert Metern heißes Grundwasser oder auch Dampf genutzt. Dabei handelt es sich um die sogenannte hydrothermale Erdwärme. Dafür wird das heiße Wasser in Schichten von bis zu mehreren Kilometern Tiefe freigelegt, indem Bohrungen am umliegenden Gestein durchgeführt werden. Das Wasser steht unter hohem Druck und steigt in der Regel über das Bohrloch ohne weitere technische Maßnahmen von selbst auf. Ist der Druck nicht hoch genug, wird das Wasser mit Pumpen an die Oberfläche befördert.