Гидротермальные источники срединно-океанических хребтов

Гидротерма́льные исто́чники среди́нно-океани́ческих хребто́в (также известные как «чёрные курильщики»[1]) — действующие на дне океанов многочисленные источники, приуроченные к осевым частям срединно-океанических хребтов. Из них в океаны поступает высокоминерализованная горячая вода под давлением в сотни атмосфер. Представляют собой трубообразные образования, достигающие высоты в десятки метров, устойчивость которых обеспечивается действием силы Архимеда (сила выталкивания).

Запрос «Чёрные курильщики» перенаправляется сюда; см. также другие значения.
«Чёрный курильщик»

Советские ученые впервые исследовали и описали «чёрных курильщиков» к востоку от Галапагосских островов по результатам океанографической экспедиции на НИС «Дмитрий Менделеев» в 1974 году.

Позже детально исследовали «чёрных курильщиков» в этом гидротермальном районе 21o с. ш. Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП)[2] с помощью батискафов «Сиана» в феврале 1978 и «Алвин» в марте 1979 года.

Общие сведения

Гидротермальные океанические источники выносят растворённые элементы из океанической коры в океаны, изменяя кору и внося весьма значительный вклад в химический состав океанов. Совместно с циклом генерации океанической коры в океанических хребтах и её рециклирования в мантию гидротермальное изменение представляет двухэтапную систему переноса элементов между мантией и океанами. Рециклированная в мантию океаническая кора, видимо, ответственна за часть мантийных неоднородностей.

«Курильщики» извергают геотермальную воду температурой до 400 °C. Из-за большого давления эта вода не кипит, а находится в сверхкритическом состоянии. Причина чёрного цвета и мутности — взвесь сульфидов металлов. Соприкасаясь с океанской водой, геотермальная охлаждается, из неё первыми выпадают сульфиды железа, меди и никеля, окрашенные в чёрный. Именно из них образуются трубы «курильщиков». В процессе дальнейшего охлаждения (200—300°С) из геотермальной воды выпадают сульфиды цинка и марганца, окрашенные в белый, так что дно вокруг «черных курильщиков» белого цвета. При медленном подъёме геотермальной воды она остывает до 300 °C ещё до соприкосновения с океанской водой, при этом образуются «белые курильщики» с трубами из сульфидов цинка и марганца.

В геотермальной воде также содержатся сероводород, калий, магний. Она имеет щелочную реакцию[3].

Оазисы жизни

Гидротермальные источники являются своеобразными «оазисами жизни» в глубинной афотической зоне океана, существующих не на основе фотосинтеза, а хемосинтезирующих бактерий. Это среда обитания необычных биологических сообществ, обеспечивающих формирование независимых экосистем. Таким образом, к ним приурочены самые глубокие части биосферы, достигающие глубины 2500 метров и более[4].

В 2016 году опубликованы исследования[5], согласно которым последний общий предок всех живых организмов (LUCA) мог быть жителем именно гидротермального источника, примерно 3,8 млрд лет назад.

Вклад в тепловой баланс Земли

Гидротермальные источники вносят определённый вклад в тепловой баланс Земли. Под срединными хребтами мантия подходит наиболее близко к поверхности. Морская вода по трещинам проникает в океаническую кору на значительную глубину, вследствие теплопроводности нагревается мантийным теплом и концентрируется в магматических камерах. Далее внутреннее давление перегретой воды в камерах приводит к выбросу высокоминерализованных струй из источников на дне.

Их суммарный вклад в тепловой баланс Земли составляет около 20 % от всего выделяемого геотермального тепла — ежегодно чёрные курильщики извергают порядка 3⋅109 тонн высокоминерализованной разогретой до 350 °C воды, и порядка 6⋅1011 тонн — низкотемпературные источники (выше 20 °C).

Примечания
  1. Наряду с «чёрными курильщиками» ещё различают «белых курильщиков», которые извергают более светло-окрашенные растворы и взвеси минералов, содержащие в большом количестве барий, кремний и кальций.
  2. Galkin, S. V. Gidrotermalʹnye soobshchestva mirovogo okeana : struktura, tipologii︠a︡, geografii︠a︡. — Moskva: Geos, 2002. — 1 online resource (197 pages, 24 pages of plates) с. — ISBN 5891182874.
  3. Михаил Никитин, 2016, с. 141.
  4. Наиболее глубокие курильщики из обнаруженных располагаются на глубине 5000 м в Каймановой впадине
  5. Последний общий предок всех живых организмов оказался лишь «наполовину живым»

Литература
  • Лобье Люсьен. Оазисы на дне океана / Пер. с англ. М. А. Долголенко. — М: Гидрометеоиздат, 1990.
  • Михаил Никитин. Происхождение жизни. От туманности до клетки. — М.: Альпина нон-фикшн, 2016. — 542 с. — ISBN 978-5-91671-584-2.
  • Галкин С.В. Гидротермальные сообщества Мирового океана. Структура, типология, география. / академик РАН Виноградов М.Е. — М.: ГЕОС, 2002. — 200 с. + вклейки 24 с. — ISBN 5-89118-287-4.

Ссылки
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.