間欠泉

• 地下で熱せられた地下水や水蒸気が、一定の周期で地上へ噴出する現象。
• 水が加熱されて水蒸気に変化する際（状態変化）の急激な体積膨張が、噴出の主なエネルギー源となる。
• 空気の熱膨張による圧力よりも、水蒸気発生による膨張圧の方が圧倒的に強く働くことで水が押し上げられる。

解説

間欠泉の噴出メカニズムは、物質の状態変化に伴う体積変化によって説明されます。地下の空洞に溜まった地下水が地熱によって加熱され、沸点に達して水蒸気が発生すると、その体積は元の水の約1700倍にまで膨張します。この急激な体積増加が周囲の水を押し上げ、地上へと噴出させるのです。

この原理は、丸底フラスコを用いた対照実験で確かめることができます。少量の水を入れたフラスコを熱湯に浸すと、ガラス管から水が勢いよく噴き出します。一方で、水の上に油の層を重ねて蒸発を防いだ状態では、水はほとんど噴き出しません。この結果から、単なる空気の熱膨張だけでは水を押し上げる力として不十分であり、水が水蒸気に変わる際の膨張こそが間欠泉の決定的な要因であることが分かります。