Гидротермальные источники срединно-океанических хребтов

Гидротерма́льные исто́чники среди́нно-океани́ческих хребто́в (также известные как «чёрные курильщики»^{[прим. 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).

«Чёрный курильщик»

«Чёрные курильщики» впервые были описаны и исследованы советскими учеными в гидротермальном районе Восточно-Тихоокеанского поднятия (ВТП) к востоку от Галапагосских островов, на 21° с. ш., по результатам океанографической экспедиции на научно-исследовательском судне «Дмитрий Менделеев» в 1974 году^[1]. Позже «чёрные курильщики» в этом гидротермальном районе были детально исследованы с помощью батискафов «Сиана» в феврале 1978 года и «Алвин» в марте 1979 года.

Общие сведенияПравить

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^[2].

Оазисы жизниПравить

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^{[прим. 2]}.

В 2016 году опубликованы исследования^[3], 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 ЗемлиПравить

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)^{[источник не указан 3549 дней]}.

ПримечанияПравить

↑ Наряду с «чёрными курильщиками» выделяют также «белые курильщики», которые извергают более светло-окрашенные растворы и взвеси минералов, содержащие в большом количестве барий, кремний и кальций.
↑ Наиболее глубокие курильщики из обнаруженных располагаются на глубине около 5000 м в Каймановой впадине

ИсточникиПравить

↑ Галкин С.В., 2002.
↑ Михаил Никитин, 2016, с. 141.
↑ Последний общий предок всех живых организмов оказался лишь «наполовину живым» (неопр.). Дата обращения: 27 июля 2016. Архивировано 16 августа 2016 года.

ЛитератураПравить

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.

СсылкиПравить

Статья. Жизнь могла зародиться в гидротермальных источниках
Видео, рассказывающее о гидротермальных источниках
«Чужие из бездны»^[en] (документальный фильм Джеймса Кэмерона, 2005)

[1] Наряду с «чёрными курильщиками» выделяют также «белые курильщики», которые извергают более светло-окрашенные растворы и взвеси минералов, содержащие в большом количестве барий, кремний и кальций.

[4] Наиболее глубокие курильщики из обнаруженных располагаются на глубине около 5000 м в Каймановой впадине

[_6212a08c7e9d2d11-2] Галкин С.В., 2002.

[_8fc8252bbfe1c236-3] Михаил Никитин, 2016, с. 141.

[nplus1_2016_07_26-5] Последний общий предок всех живых организмов оказался лишь «наполовину живым» (неопр.). Дата обращения: 27 июля 2016. Архивировано 16 августа 2016 года.

[прим. 1]

[1]

[2]

[прим. 2]

[3]