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Heiße Quelle, auch Thermalquelle genannt, Quelle mit Wasser, dessen Temperatur wesentlich höher ist als die Lufttemperatur der Umgebung. Die meisten heißen Quellen geben Grundwasser ab, das durch oberflächliche Intrusionen von Magma (geschmolzenes Gestein) in vulkanischen Gebieten erhitzt wird. Einige Thermalquellen haben jedoch nichts mit vulkanischer Aktivität zu tun. In solchen Fällen wird das Wasser durch konvektive Zirkulation erwärmt: Grundwasser, das nach unten sickert, erreicht Tiefen von einem Kilometer oder mehr, wo die Temperatur des Gesteins aufgrund des normalen Temperaturgradienten der Erdkruste hoch ist – etwa 30 °C pro Kilometer in den ersten 10 km.

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Viele der Farben in heißen Quellen werden durch thermophile (wärmeliebende) Mikroorganismen verursacht, zu denen bestimmte Arten von Bakterien, wie Cyanobakterien, und Arten von Archaeen und Algen gehören. Viele thermophile Organismen wachsen in riesigen Kolonien, die als Matten bezeichnet werden und die farbenfrohen Ablagerungen und Schlämme an den Rändern der heißen Quellen bilden. Die Mikroorganismen, die in heißen Quellen wachsen, beziehen ihre Energie aus verschiedenen Chemikalien und Metallen; mögliche Energiequellen sind molekularer Wasserstoff, gelöste Sulfide, Methan, Eisen, Ammoniak und Arsen. Neben der Geochemie spielen die Temperatur und der pH-Wert von heißen Quellen eine zentrale Rolle bei der Bestimmung der dort lebenden Organismen.

Beispiele für thermophile Mikroorganismen in heißen Quellen sind Bakterien der Gattungen Sulfolobus, die bei Temperaturen von bis zu 90 °C wachsen können, Hydrogenobacter, die bei Temperaturen von 85 °C optimal wachsen, und Thermocrinis, die bei Temperaturen von 80 °C optimal wachsen. Thermophile Algen in heißen Quellen sind am häufigsten bei Temperaturen von 55 °C oder darunter zu finden.

Eine enorme Menge an Wärme wird von heißen Quellen freigesetzt, und verschiedene Anwendungen dieser geothermischen Energie wurden entwickelt. In bestimmten Gebieten werden Gebäude und Gewächshäuser mit Wasser beheizt, das aus heißen Quellen gepumpt wird.

Eine Art von heißer Quelle, die als Geysir bekannt ist, spuckt stoßweise Wasser- und Dampfstrahlen aus.