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溫泉自然湧出地表時的湧出方式也有各種形態。從岩石裂縫等地方湧出時,若湯量少則會以流出的方式湧出,而大量湧出時,湧出口會積聚湯水,形成小池狀。此外,當高溫湯水沸騰或溫泉中含有大量二氧化碳逸出時,會冒泡湧出,稱為泡沸泉。
溫泉自然湧出時,熱水和水蒸氣一起如噴泉般猛烈噴出的現象稱為噴泉。地下存在含有高溫水蒸氣的熱水,若溫泉湧出口的孔隙小,地下熱水所在空間的壓力會升高,從小孔隙中發出轟隆聲並飛濺水花,猛烈噴出溫泉。長野縣渋溫泉的地獄谷噴泉,持續發出巨大聲響,猛烈噴出熱水和水蒸氣。昭和2年被指定為國家天然紀念物。秋田縣小安峽有被稱為“大噴湯”的噴泉。從懸崖各處猛烈噴出高溫蒸氣和熱水,伴隨著激烈的聲音。
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長野縣渋地獄谷溫泉的噴泉 | 秋田縣小安峽的「大噴湯」 |
噴泉中,間隔一定時間噴出的溫泉稱為間歇泉。間歇泉的周期性噴出現象的機制可用空洞說或垂直管說來解釋。
空洞說對間歇泉的解釋如下。
間歇泉的地下有積水的空洞,周圍(或地下深處)的熱量使空洞內的地下水加熱。地下水溫度上升後最終沸騰,從地上的噴氣孔猛烈噴出熱水和水蒸氣。噴出後空洞內的地下水消失,壓力下降。過一段時間後地下水再次積聚,加熱後噴出。由於這樣的循環,出現一定周期的噴出現象。間歇泉噴出熱水和水蒸氣等的周期,因空洞的大小、地下水積聚的速度、加熱的熱量等而異。
垂直管說認為,間歇泉的地下是積水的垂直管狀,底部的地下水加熱沸騰後沿管上升,從地上的噴出孔噴出熱水和水蒸氣等。噴出後再次在管底積聚地下水,重複一定周期的噴出。噴出周期長且規模大的間歇泉多用空洞說解釋,周期短且規模小的間歇泉多用垂直管說解釋。宮城縣吹上溫泉的間歇泉「弁天」,每15分鐘猛烈噴出超過100℃的熱水,高達15米以上。此外,栃木縣川俣溫泉的間歇泉、大分縣別府鐵輪溫泉的龍卷地獄、宮城縣的地獄澤間歇泉群等也廣為人知。宮城縣鬼首的雌釜及雄釜間歇泉於昭和27年被指定為國家特別天然紀念物,但根據筆者調查,目前已完全消失。
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宮城縣吹上溫泉間歇泉「弁天」 |