La temperatura aumenta con la profondità all'interno della crosta terrestre. A maggior ragione nei pressi di un vulcano o di altre fonti di calore. Circolando attraverso le rocce calde, l'acqua freatica diventa meno densa e si apre una via verso la superficie con differenti livelli di forza e di contenuto gassoso.

Sorgenti termali Vulcano Hakone Giappone 1951 - Scott 527

L'acqua calda che sgorga in superficie costituisce una sorgente termale, ma le sorgenti termali possono avere diverse forme; una spettacolare si ha quando una camera sotterranea si riempie di acqua calda che, per la pressione, sale in superficie con una sorta di eruzione: sono i geysir (geyser al singolare, geysir al plurale).

Quando un geyser emette con violenza la massa d'acqua e di vapori che ingombrano il suo condotto, si dice che esso è in eruzione. Il getto d'acqua può raggiungere anche i 30-50 m d'altezza. Non sono rari esempi di geysir molto potenti caratterizzati da getti di acqua fino a diverse centinaia di metri. Il Great Geyser (Islanda), uno dei più famosi di questa isola, erutta una colonna di acqua calda (fino a 100°C) ad una altezza pari al 10° piano di un edificio.

I geysir sono pertanto eruzioni ritmiche di acqua geotermale presurizzata e ricca di gas. Sono così chiamate, dal nome di una provincia dell'Islanda e di un vulcano chiamato Great Geysir. Qui furono notati per la prima volta e studiati fenomeni dei genere. Nella lingua islandese la parola geyser significa in senso stretto furioso o, più semplicemente, eruzione di una sorgente calda.

Great Geysir Islanda 1938 - Scott 204

Great Geysir Islanda 1938 - Scott 205

Circa il meccanismo dei fenomeni geyseriani si ritiene che l'acqua eruttata provenga dalla falda freatica e che sia riscaldata ad opera di vapori e gas vulcanici, che, attraverso piccole spaccature, raggiungono il condotto del geyser dove si raccoglie l'acqua freatica stessa. La massa d'acqua viene gradualmente riscaldata, ma data la forma e la lunghezza del condotto non si possono stabilire dei movimenti convertivi che renderebbero uniforme o quasi la temperatura di tutta la massa d'acqua; pertanto nelle parti più profonde la temperatura è più alta che presso la superficie.

Dopo un certo tempo, in un livello non molto profondo l'acqua raggiunge una temperatura tale che potrebbe entrare in ebollizione se non vi fosse il peso della colonna d'acqua soprastante. La temperatura però continua ad aumentare finché, sempre in quel livello, viene raggiunto il punto di ebollizione per quella pressione. Il cambiamento di stato liquido-vapore dell'acqua esistente a quella profondità provoca una spinta verso l'alto di tutta la massa soprastante. L'improvvisa diminuzione di pressione nel condotto abbassa il punto di ebollizione dell'acqua e gran parte di essa viene trasformata repentinamente in vapore con violenza esplosiva: si ha cosi l'eruzione del geyser. Dopo questo violento atto eruttivo il condotto si riempie gradualmente di altra acqua freatica ed il processo ricomincia.

Namarskard Islanda 1989 - Scott 679

Strokkur Islanda 1991- Scott 742

Fenomeni geyseriani possono anche essere provocati da perforazioni eseguite dall'uomo; si cita in proposito un geyser esploso nel 1939 ad Ischia durante lo scavo di un pozzo per ricerche geotermiche: per qualche tempo si ebbero getti di vapori e di acqua calda fino a 18 m. d'altezza.

Analogamente ai comuni edifici vulcanici (coni e vulcani semplici), anche nei geysir si distinguono: il condotto, cioè il camino più o meno cilindrico attraverso il quale ascende la massa d'acqua e di vapore che poi viene bruscamente espulsa, ed il cratere, cioè l'orifizio terminale del condotto. Attorno a quest'ultimo può formarsi un piccolo edificio, tronco - conico o cilindrico, per il deposito delle sostanze minerali che precipitano dall'acqua dei geysir.

Fra tali sostanze prevale generalmente la silice che forma depositi di geyserite, (silice idrata di aspetto spugnoso); si hanno anche incrostazioni di carbonati e, più raramente, di solfati. I depositi attorno ai geysir possono essere abbastanza estesi e formare anche ammassi, ora bianchi ora colorati, di curioso effetto e di grande interesse morfologico, come le Minerva Terraces di Mammoth Hot Springs, nello Yellowstone Park. Talvolta, dallo spessore di queste incrostazioni si può avere un'idea del periodo d'inizio dell'attività geyseriana in una data regione. Cosi, per esempio, si ritiene che i cento geysir che esistono nel Yellowston Park d'America (Wyoming) siano in attività da almeno 800.000 anni.

Minerva Terraces, Mammoth Hot Springs S. Marino 1996 - Scott 1371

Old Faithful U.S.A. 2009 - Scott 4379

I geysir dello Yellowstone Park, sono universalmente noti. Fra i più famosi si ricordano: l'Old Faithful (Vecchio Fedele), [Fig.7] che ogni 60-80 minuti entra in eruzione per 4 minuti espellendo acqua bollente fino a 50 m. d'altezza; il Castle, i cui getti meno regolari, raggiungono talvolta anche l'altezza di 80 metri ed il Giant, dalle esplosioni imponenti, ma molto irregolari.

Si hanno anche casi di variazione col tempo nella periodicità dei getti, come si ricorda per il Great Geyser dell'Islanda. Questo geyser mentre nel 1772 entrava in eruzione ogni mezz'ora lanciando una colonna di acqua calda fino a 30-70 m. d'altezza, nel 1883 eruttava ogni 20 giorni.

Oltre ai citati esempi dell'Islanda e dello Yellowstone Park, i geysir si trovano in varie parti del mondo. Famosa per le sue sorgenti calde é la Geyser Valley nella penisola di Kamčatka. Nella valle del fiume Geysernaya ci sono 20 sorgenti calde. Quella più famosa è Velikan che erutta una colonna di acqua calda di 20 tonnellate fino a 30m, e le emissioni di vapore fino a 300 m, dura 2 minuti e si ripete ogni 4-5 ore. I geysir sono quasi 90 lungo i 6 km della valle. Scoperta nel 1941 è la seconda più grande dopo lo Yellowstone.

Velikan, Kamčatka Russia 1966 - Scott 6704a
Geyser Valley, Kamčatka Russia 2002 - Scott 3284

Ci sono molti geysir e sorgenti calde in Nuova Zelanda. Il geyser più grande di Pohuta emette un getto di 30 m ogni 20 minuti. I geysir di questa classica regione hanno formato imponenti incrostazioni, a gradinate prevalentemente calcaree. Le sorgenti calde e le cascate nei pressi della città di Rotorua attirano molti turisti.

Pohutu Geyser, Roturua Nuova Zelanda 1993 - Scott 1160

Warbrick Terrace Nuova Zelanda 1993 - Scott 1159

Si conoscono geysir nel Cile: a circa 4200 m di quota si trova Los Geiseres del Tatio, la maggior area dell'emisfero meridionale e la terza più grande del mondo. Qui ci sono oltre 80 geysir con getti d'acqua alti anche 6 metri.

Geyser El Tatio Cile 1984 - Scott 674	Geyser, Kenya Kenia 1997 - Scott 726
Geyser, Kenya Kenia 1987 - Scott 402

Ci sono geysir anche nel Kenya, nelle isole Aleutine, nella Nuova Guinea, in California (nella regione di Sonoma), nel Tibet (a 4.718 m d'altezza presso il lago Tengri Nor), e in altre regioni vulcaniche.

Geyser, Ferguson Island Papua New Guinea 1985 Scott 527

Zolfo nativo U.S.A. 2009 - Scott 4379

Dopo la fine delle eruzioni vulcaniche attive, tutti i vulcani continuano a produrre per un lungo tempo gas, vapor d'acqua, zolfo ed altri elementi a temperature anche di 650°C. Le emissioni di gas sono chiamate fumarole e, se il gas é sulfureo, solfatare. Le solfatare producono zolfo nativo ed agiscono per molti anni.

La solfatara di Pozzuoli, vicino a Napoli, in Italia rilascia gas sulfureo caldo da più di nove secoli, dall'eruzione vulcanica del 1198!