Принципиальный фактор, превращающий горячий источник в гейзер, – это препятствие на пути к поверхности. В соответствии с законами физики, при подогреве воды в резервуаре происходит увеличение ее объема, но если это расширение сдерживается препятствием, соответственно повышаются давление и точка кипения воды. Под землей температура воды увеличивается до тех пор, пока растущее давление не преодолеет препятствие, предоставив воде путь вверх. Сброс давления приводит к мгновенному вскипанию воды и взрывному выбросу струи пара из резервуара, что еще больше подгоняет воду вверх. В результате возникает фонтанирующая, окутанная паром колонна сверхгорячей воды – гейзер (от исландского «geysir» от «geysa» – «хлынуть» или «бьющий струей»).

Геологи выяснили, что гейзеры являются одним из проявлений поздних стадий вулканизма и широко распространены в областях современной вулканической деятельности. Гейзеры могут иметь вид небольших усеченных конусов с достаточно крутыми склонами, низких, очень пологих куполов, небольших чашеобразных углублений, котловинок, неправильной формы ям и т. д. В дне или стенках таких образований находятся выходы трубообразных или щелеобразных каналов.

Гейзеры возникают в тех районах, где на глубине в несколько сотен метров происходит быстрое повышение температуры воды до точки кипения. Выводной канал гейзера имеет изгибы, препятствующие выходу на поверхность пара и охлаждению воды путем конвекции. Если в результате формирования пузырьков пара на глубине уровень жидкости в канале поднимется настолько, что произойдет ее излияние на поверхность, то падение давления может привести к вскипанию остальной жидкости, образованию большого объема перегретого пара и выбросу струи воды на большую высоту.

Полагают, что большая часть изверженной воды поступает в канал гейзера через трещины с поверхности земли. Однако высокие температуры горных пород указывают на присутствие недавно застывшей или застывающей магмы на небольшой глубине; следовательно, часть воды может быть магматического происхождения. Вода, выбрасываемая гейзером, может быть относительно чистой и слабо минерализованной (1–2 г на 1 л), а по химическому составу – хлоридно-натриевой или хлоридно-гидрокарбонатно-натриевой, содержащей относительно много кремнезема, из которого у выхода канала и на склонах образуется близкая к опалу порода – гейзерит, или кремнистый туф. У отверстия выводного канала отложения гейзерита образуют конус высотой в несколько метров.

Деятельность гейзера характеризуется периодической повторяемостью покоя, наполнения котловинки водой, фонтанирования пароводяной смеси и интенсивных выбросов пара, которые постепенно сменяются спокойным их выделением, прекращением выделения пара и, наконец, наступлением стадии покоя. Различают регулярные и нерегулярные гейзеры. У первых продолжительность цикла в целом и его отдельных стадий почти постоянна, у вторых – изменчива. У разных гейзеров продолжительность отдельных стадий измеряется минутами и десятками минут, стадия покоя длится от нескольких минут до нескольких часов или дней.

Основная масса воды в гейзере имеет атмосферное происхождение, но, возможно, с примесью магматической воды. Активность гейзера в целом относительно кратковременна и зависит от ряда условий: уменьшения теплового потока, прекращения у каналов движения подземных вод и снижения вулканической активности в недрах Земли.

В области Роторуа, на одном из островов Новой Зеландии, нет места, в той или иной форме не затронутого термальной деятельностью. «Вся эта местность кипит и клокочет, словно колоссальный котел, подвешенный над подземным огнем. Земля дрожит, и кора ее, словно корка перестоявшегося в печи пирога, во многих местах трескается, и оттуда вырываются пары…», – именно такой герои романа Жюля Верна «Дети капитана Гранта» увидели Новую Зеландию.

Среди многочисленных достопримечательностей – город Бас-Хаус, основанный в 1908 г. и сохранивший ауру эдвардианской изысканности. На окраине города находятся термальная область Вакареварева и долина гейзеров, где можно увидеть гейзер Похуту (Плещущий). Это самый крупный гейзер Новой Зеландии, с достаточной регулярностью (каждые 20 минут) выбрасывающий фонтан на высоту более 30 м. Расположенный неподалеку меньший по размерам гейзер Перья принца Уэльского, как правило, начинает «представление» незадолго до Похуту, как бы давая прелюдию к основному действию. Рядом расположены кипящие серные источники, поэтому камни под ногами излучают тепло.

Примерно в 10 км к юго-востоку от Роторуа находятся знаменитые цветные озера Ваймангу. Одно из них голубое, другое – зеленое, причем наполнены они горячей водой и расположены в кратере потухшего вулкана. Вероятно, каждое озеро питается из собственного источника, и вода на пути к поверхности поглощает из пород разнообразные минеральные вещества, придающие ей те или иные оттенки. Окислы железа, входящие в состав окрестных пород, дают контрастный красный цвет, а встречающиеся здесь серные отложения придают воде желтый оттенок. Пар поднимается над Вайотапу – «озером шампанского», температура воды в котором постоянно держится на уровне 75 °C. На берегах водоемов произрастают гигантские папоротники. Соседство этих ботанических реликтов с гейзерами создает впечатление путешествия в доисторическое прошлое Земли.

Самым красивым гейзером Новой Зеландии был гейзер Тетарата, который располагался на террасированном холме из розового кремнистого туфа. Он исчез во время извержения вулкана Тараверы в 1886 г. Однако горячие источники здесь продолжали бурлить, и в 1900 г. появился новый гейзер – Ваймангу, что на языке народности маори означает «черная вода», – самый большой и мощный на Земле. Он действовал нерегулярно с периодом от 5 до 30 часов, выбрасывая при каждом извержении около 800 тонн воды, а захваченная струей смесь грязи и камней поднималась до высоты 457 м. Действие гигантского гейзера прекратилось в 1908 г. вследствие понижения на 11 м уровня воды в соседнем озере Таравера. Напоследок Ваймангу устроил сильнейший выброс, в результате которого погибли 4 человека.

Местные жители маори традиционно использовали горячие источники для купания и обогрева. Доказано, что они обладают целебными свойствами, особенно при таких болезнях, как артрит и ревматизм.

Гейзерные поля являются визитной карточкой Исландии. Всего их обнаружено здесь более 250 групп, включающих около 7 тыс. отдельных горячих источников, – это самое большое количество гейзеров на единицу площади в мире.

Обширное гейзерное поле Хаудакалур находится на юге Исландии, где расположен некогда самый большой гейзер страны – Гейсер (Большой гейзер), но более или менее периодично здесь извергается только гейзер Строккур. Вокруг него разбросано множество выходов подземных горячих вод в виде бездонных колодцев, наполненных до краев удивительно голубой прозрачной водой.

Не менее колоритны районы ледника Торфа к востоку от вулкана Гекла, вулкан Кверкфьелль, район Тримских озер у ледника Ватна, районы Нама, Керлингарских и Кверкских гор, залива Крису, геотермальные поля Кьелюр, Ландманналейгар, Несявеллир, Онавфельснес, Рейкир и другие, а также горячие источники и поля «разноцветной земли» возле города Хверагерди. Некоторые источники выбрасывают на поверхность воду, нагретую в подземных «котлах» до температуры около 750 °C. К примеру, самый крупный горячий источник в Исландии – Дейльдартунгухвер, дает ежесекундно более 150 л кипящей воды. Гейзер Прыгающая ведьма (Грила) извергает пароводяную смесь на высоту 15 м приблизительно через каждые 2 часа.

Местные жители используют подземный кипяток для обогрева жилищ и выпаривания соли из морской воды, а также для создания многочисленных бассейнов с горячей водой, столь популярных в местных климатических условиях.