Yellowstone-
Nationalpark

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Geologie

Geysirbecken

Die hydrothermalen Besonderheiten des Yellowstones können ohne den darunter liegenden Magmakörper nicht existieren, der eine gewaltige Hitze freisetzt. Sie hängen auch von Wasserquellen ab, die sich in den Bergen um das Yellowstone-Plateau befinden. Schnee und Regen sickert dort langsam durch Schichten aus porösem Felsen, der zusätzlich mit Brüchen und Rissen durchlöchert ist. Einiges von diesem kalten Wasser trifft auf heißes, salzhaltiges Wasser, das direkt durch den oberflächlichen Magmakörper geheizt wird. Die Wassertemperatur steigt über den Siedepunkt, aber das Wasser verbleibt durch den hohen Druck und dem Gewicht des darüber liegenden Felsens und Wassers im flüssigen Zustand. Das Ergebnis ist überhitztes Wasser mit Temperaturen über 200°C.

Dieses überhitzte Wasser ist weniger dicht wie das kältere, so dass dieses schwerere Wasser um es herum absinkt. Dies erzeugt Konvektionsströmungen, die dem leichteren, aufnahmefähigeren, überhitzten Wasser erlauben, seine langsame Reise an die Oberfläche zu beginnen, wobei es den Rissen, Spalten und den schwachen Bereichen des rhyolithischen Lavaflusses folgt. Während der Reise des heißen Wassers durch diesen Felsen, lösen die hohen Temperaturen Silikate aus dem Rhyolith.

Da sie im Untergrund in Lösung gehen, beschichten die Silikate die Wände der Spalten und Risse und bilden eine nahezu druckdichte Abdichtung. Dies blockiert das heiße Wasser und erzeugt ein „Rohrleitungssystem“, das den hohen Drücken standhalten kann, die bei der Entstehung eines Geysirs auftreten. An der Oberfläche, fallen die Silikate aus und es entsteht Geyserit oder Kalksinter, die die massiven Geysirkegel, ausgebogenen Kanten der heißen Quellen und die anscheinend unfruchtbare Landschaft des Geysirbasins bilden.

Geysire

Geysire sind heiße Quellen mit Einengungen in ihrem „Rohrsystem“, gewöhnlich nahe der Oberfläche, so dass die freie Zirkulation zur Oberfläche verhindert wird. Das tiefe, zirkulierende Wasser kann den Siedepunkt an der Oberfläche (im Yellowstone bei 93°C) überschreiten. Der umgebende Druck steigt mit der Tiefe an, genauso wie in den Tiefen der Ozeane. Der ansteigende Druck durch das enorme Gewicht des darüber liegenden Gesteins und Wassers hindert das Wasser am kochen. So wie das Wasser ansteigt und der Druck geringer wird, entsteht Dampf. Blasen steigen auf und der Dampf dehnt sich am oberen Ende der Wassersäule noch weiter aus, bis die Blasen zu groß und zahlreich sind, um die engen Spalten und Risse frei passieren zu können. An einem kritischen Punkt heben die Dampfblasen die über ihnen stehende Wassersäule an, so dass der Geysir überläuft. Dies verringert den Druck in dem System und es kommt zu einem starken Kochen. Gewaltige Mengen Dampf zwingen das Wasser durch die Öffnung und der Ausbruch beginnt. Das Wasser wird schneller ausgeworfen, wie es in das „Rohrsystem“ des Geysirs nachsickert, so dass die Hitze und der Druck nimmt ab. Der Ausbruch endet, wenn der Wasservorrat verbraucht oder wenn das System abgekühlt ist.

Geysirbecken-Landschaften

Geysirbecken-Landschaften, wie bei Norris, verdanken ihr helles, ödes Aussehen einem Gestein, das als Sinter bezeichnet wird. Kegelgeysire, wie der Riverside-Geysir im Upper Geyser Basin brechen für gewöhnlich mit einem engen Wasserstrahl aus dem Kegel aus. Fontänenartige Geysire, wie der Echinus-Geysir im Norris-Geysir-Bassin schießen das Wasser normalerweise aus einem Becken in unterschiedliche Richtungen.

Porcelain-Basin im Norris-Geysirbecken	Riverside-Geysir	Echinus-Geysir

Fumarolen

Fumarolen sind Dampföffnungen und die heißesten hydrothermalen Besonderheiten im Park. Sie haben so wenig Wasser, dass es vollständig in Dampf umgewandelt wird, bevor es die Oberfläche erreicht. Die Plätze wie der Roaring Mountain sind das Ergebnis der lauten Freisetzung von Dämpfen und Gasen.

Travertinterrassen

Travertinterrassen, wie sie bei Mammoth Hot Springs gefunden werden, werden aus Kalkstein (Kalziumkarbonat) gebildet. Thermalwasser, das einen hohen Anteil an gelöstem Karbonat mitführt, steigt durch den Kalkstein auf. An der Oberfläche wird das Kohlendioxid freigesetzt und das Kalziumkarbonat als Travertin abgelagert, das kalkig weiße Gestein der Terrassen. Durch die hohe Ablagerungsrate ändern sich diese Besonderheiten ständig und schnell.

Schlammtöpfe

Schlammtöpfe wie die Fountain Paint Pot sind säurehaltige, heiße Quellen mit einer begrenzten Wasserzufuhr. Einige Mikroorganismen verwenden den Schwefelwasserstoff, der aus den Tiefen der Erde aufsteigt, als Energiequelle. Mit ihrer Hilfe wird das Gas in Schwefelsäure umgewandelt, die das angrenzende Gestein in Ton zersetzt. Durch den nassen Ton werden unterschiedliche Gase freigesetzt, die die Blasen hervorbringen. Die Konsistenz und Aktivität der Schlammvulkane ändert sich mit der Jahreszeit und den Niederschlägen.

Heiße Quellen

Die heißen Quellen, wie die bei West Thumb sind die häufigsten hydrothermalen Besonderheiten im Park. Ihr „Rohrleitungssystem“ hat keine Einschränkungen. Überhitztes Wasser kühlt ab, wenn es die Oberfläche erreicht, sinkt ab und wird durch heißeres Wasser von unten ersetzt. Dieser Kreislauf, Konvektion genannt, hindert das Wasser daran, Temperaturen zu erreichen, die für einen Ausbruch notwendig sind.