Гидротерма́льные исто́чники среди́нно-океани́ческих хребто́в (также известные как «чёрные курильщики» ) — действующие на дне океанов многочисленные источники , локализованные в осевых частях 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).

Общие сведения

Впервые гидротермальные источники на дне океана были исследованы в 1977 году во время погружения глубоководного обитаемого аппарата « Алвин » к востоку от Галапагосских островов , первые "чёрные курильщики" были детально исследованы с помощью обитаемых подводных аппаратов «Сиана» в феврале 1978 года и « Алвин » в марте 1979 года.

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 .

Оазисы жизни

Гидротермальные источники являются своеобразными «оазисами жизни» в глубинной афотической зоне океана, существующих на основе не 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 .

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

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⋅10 ⁹ тонн высокоминерализованной разогретой до 350 °C воды, и порядка 6⋅10 ¹¹ тонн — низкотемпературные источники (выше 20 °C) ^{[ источник не указан 3919 дней ]} .

Примечания

Источники

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 = Hydrothermal Vent Communities of the World Ocean. Structure, Typology, Biogeography / С. В. Галкин ; Российская акад. наук, ин-т океанологии им. П. П. Ширшова, Российский фонд фундаментальных исслед.. — М. : Геос, 2002. — 197 с., XXIV с. цв. ил. : ил., табл. — ISBN 5-89118-287-4 .

Ссылки

• (документальный фильм Джеймса Кэмерона , 2005)