Island 2011

Tag 2

Nesjavellir

Island ist ein Teil des mittelatlantischen Rückens und liegt darüberhinaus noch über einem Hot Spot – über einem „heißen Fleck“, der durch einen →Plume hervorgerufen wird. Der Nachteil ist, dass man immer mal mit Vulkanausbrüchen rechnen muss. Der Vorteil ist, dass die Erde hier thermische Energie in Form von erhitztem Wasser zur Verfügung stellt. Diese geothermische Energie wird in geothermischen Kraftwerken genutzt, zur Erzeugung von Wärme, aber auch von elektrischer Energie. In der Nähe des Þingvallavatn liegt das größte Geothermalkraftwerk Islands, das Nesjavellir-Kraftwerk, das über Bohrlöcher das heiße Wasser nutzt. Es produziert 120 MW elektrische Energie und 1800 l/s heißen Wassers (das entspricht 300 MW). Allerdings wird nicht, wie man meinen könnte, das heiße Wasser aus dem Erdinnern direkt zum Duschen und Heizen genutzt. Es enthält viele Mineralien, die Leitungen und Anlagen angreifen und schädigen würden. Statt dessen wird kaltes, „unschädliches“ Wasser mithilfe des heißen Wassers aus der Erde erhitzt und dann durch Pipelines zu den Verbrauchern in Reykjavík transportiert. Elektrische Energie wird über Turbinen erzeugt, die durch heißen Dampf angetrieben werden.

: Nesjavellir-Kraftwerk

: arktischer Thymian

Þingvellir

„Þing“ bedeutet übersetzt Volksversammlung, „vellir“ ist der Plural des isländischen Wortes „völl“ für Feld oder Ebene. An diesem Ort (etwa 40 km östlich von Reykjavík) wurde bereits um 930, also kurz nach der ersten Besiedlung Islands, einmal im Jahr das Alþing abgehalten – eine Versammlung, auf der Gesetze beschlossen und Gericht gehalten wurde. Sie dauerte zwei Wochen und fand im Juni statt. Erst 1798 wurde das Alþing durch die Dänen aufgelöst. Wichtige Beschlüsse waren u. a. im Jahre 1000 die Annahme des Christentums und die Ausrufung der Republik Island am 17.6.1944.

: Þingvellir

: Almannagjá (Allmännerschlucht)

: In der Almannagjá bauten im Mittelalter die Männer während des Þings ihre Hütten auf. Man sieht noch die inzwischen bewachsenen Reste der aus Steinen gebauten Grundmauern, auf die dann mittels eines Holzgerüstes die Hütte aufgebaut wurde.

: In diesem Teil der Almannagjá sollen im Mittelalter die Pferde untergebracht gewesen sein.

Þingvellir liegt mitten in der →Grabenbruchzone des mittelatlantischen Rückens. Entsprechend unruhig ist die Erde hier, es gibt häufig Erdbeben. Dass hier Amerika und Europa auseinanderdriften, sieht man an den Felsspalten, von denen die Almannagjá die beeindruckendste ist.

Geysir

Während im Kraftwerk das heiße Wasser über Bohrlöcher nach oben befördert werden muss, tritt es im Hochtemperaturgebiet in Haukadalur von selbst an die Oberfläche. Hier gibt es mehrere heiße Quellen, darunter den berühmten Großen Geysir (der namensgebend für alle Springquellen ist, die nach ihm Geysire oder Geiser heißen) und den kleineren Strokkur. Strokkur hat allerdings den Vorteil, dass er nach wie vor sehr regelmäßig ausbricht, während der Große Geysir sich nur sehr selten dazu durchringt.
Die Ausbrüche des Großen Geysir erreichten meist 60 m Höhe; 1845 schoss das Wasser 170 m hoch. Im Jahre 1915 hörten die Ausbrüche auf bis 1935. Nach einigen Jahren beendete der Geysir seine Aktivität wiederum. 2000 gab es ein Erdbeben, das den Geysir wieder „anschaltete“; im Juni 2000 erreichte er 122 m Höhe. Inzwischen sind die Ausbrüche nur noch bis zu 10 m hoch.

: Sinterterrassen des Großen Geysir

: heiße Quelle, blau gefärbt durch MIneralie

Strokkur

Der Name „Strokkur“ bedeutet übersetzt Butterfass (warum auch immer man einen Geysir so nennt). Er bricht regelmäßig im Abstand weniger Minuten aus und erreicht eine Höhe von 25 bis 30 m.

Geysir

Ein Geysir entsteht dann, wenn ein (oder mehrere) unterirdisches Wasserreservoir von unten durch eine nahe Magmakammer auf über 100 °C erhitzt wird. Führt von diesem Wasserreservoir ein ausreichend weiter Kanal an die Oberfläche, passiert hier das gleiche wie in einem kochenden Topf. Das heiße Wasser steigt von unten auf, kühles sinkt ab, was dazu führt, dass die Temperatur sich im ganzen Kanal angleicht – das Wasser ist überall gleich heiß. Bei Überschreiten der Siedetemperatur bilden sich deshalb überall im Kanal Dampfblasen – das Wasser kocht und verdampft. Oben tritt dann der Dampf aus (wir haben ein Dampfquelle) oder heißes Wasser, wenn der Dampf auf dem Weg nach oben wieder abkühlt und kondensiert.
Ist dieser Kanal jedoch eng, kann keine Konvektion stattfinden und es kann sich keine einheitliche Temperatur im Kanal einstellen. Unten wird das Waser überhitzt, kann aber nicht verdampfen (obwohl es die Siedetemperatur bereits überschritten hat), weil das Wasser, das im Kanal über ihm steht, einen Druck ausübt. (Da Dampf ein sehr viel größeres Volumen hat als Wasser, ist der flüssige Zustand bei hohem Druck für das Wasser gewissermaßen der bequemere Zustand – auch physikalische Systeme weichen äußeren Drücken nach Möglichkeit aus …) Da aber die Magmakammer das Wasser von unten immer weiter erhitzt, ist das Wasser irgendwann so heiß, dass sich auch gegen den Druck Dampfblasen bilden. Diese steigen nach oben und heben einen Teil der Wassersäule im Kanal an. Das angehobene Wasser drückt dann nicht mehr nach unten, der Druck auf das Wasserreservoir sinkt also rasch, das überhitzte Wasser „ergreift die Gelegenheit“ und verdampft schlagartig – der Geysir bricht aus.

Ausbruch des Strokkur

Seifenlauge und der Große Geysir

In den 70er Jahren des letzten Jahrhunderts hat man den Großen Geysir zum Ausbrechen gebracht, indem man ihn mit Schmierseife „fütterte“. Die Schmierseife brachte ihn nicht zum ausbrechen, weil sie so eklig schmeckt, sondern weil sie die Oberflächenspannung des Wassers herabsetzt. Mit Oberflächenspannung bezeichnet man das Phänomen, dass Wasser sich in Luft aber auch an der Oberfläche bestimmter Materialien zu einem Tropfen „zusammenrollt“. Zwischen den Wassermolekülen besteht eine große Anziehung, sie möchten nach Möglichkeit nur mit ihresgleichen in Verbindung stehen, was dazu führt, dass in einem Wasserkörper eine nach innen gerichtete Kraft entsteht. Wasser bildet daher Tropfen – die übrigens nicht tropfenförmig, sondern kugelrund sind, weil die Kugel die kleinste Oberfläche hat. Dadurch haben so wenig Wassermoleküle Kontakt zur Luft oder zur unbeliebten fremden Oberfläche, wie möglich. Dieses Bestreben von Wasser, die Grenzfläche zur Luft möglichst klein zu halten, führt aber auch dazu, dass es ihm widerstrebt, in seinem Inneren Blasen entstehen zu lassen. Denn hier gäbe es dann eine zusätzliche Grenzfläche zu Luft. Man muss daher erst Energie zuführen, um die Blasenbildung zu erzwingen (das Wasser bspw. zum Kochen bringen).
Seifenlauge setzt nun die Oberflächenspannung herab (deshalb nimmt man sie zum Waschen – Seifenwasser ist viel eher bereit, die Kugelform aufzugeben und auch fettige Oberflächen zu benetzen, und kann deshalb zum Abspülen des Schmutzes benutzt werden). Das liegt an der Form der Seifenmoleküle – diese haben ein wasserliebendes und ein wasserhassendes Ende. Das wasserliebende will möglichst ins Wasser eintauchen, das andere möglichst weit davon weg sein. Das lässt sich am ehesten hinkriegen, wenn die Seifenmoleküle sich an Wasseroberflächen anordnen – hier kann das wasserliebende ins Wasser tauchen, das wasserhassende nach außen zeigen und beide Enden sind zufrieden. Seifenmoleküle haben also im Gegensatz zum Wasser ein Interesse an einer möglichst großen Wasseroberfläche. Sie können auch im Innern des Wassers für Blasenbildung sorgen, indem sie sich kugelförmig anordnen und einen Hohlraum umschließen, in den ihre wasserhassenden Enden zeigen.
Auf die Weise können sich nach Seifenzugabe im Kanal des Geysirs leichter Blasen bilden und ein Ausbruch kann hervorgerufen werden. Allerdings zerstört die Seifenzugabe den Geysir auf Dauer, weshalb das inzwischen verboten ist.

Den Zusammenhang zwischen Oberflächenspannung und Seifenlauge können Sie in einem kleinen Experiment schön sehen, das unter →http://www.feuerwehr-moenchhagen.de/hintergrund/loeschmittel.html#netzwasser beschrieben ist.

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