不為人知的海底寶藏——黑煙囪

2020-12-04 哞吽吽帶你走進科學

什麼是「黑煙囪」

根據國外的研究表明在37.7億年前,深海熱液噴口的附近有微生物活動的證據,那麼。這個噴口就是今天咱們要說的黑煙囪。

黑煙囪可以簡單地理解成海底的溫泉。只不過它的溫度比普通的溫泉要高得多溫度為60-400℃。現在已經在全球各大洋找到了150 餘處深海熱液噴口,分布在1000~4000米深處,主要分布於大洋中脊這樣熱液活動的區域。

形成原因是海水沿著海底的裂隙向下滲,碰到巖漿等比較熱的地方加熱,然後被噴出海底,多形成「煙囪」的樣子所以叫黑煙囪。

對很煙囪的分類主要依據溫度及噴出的礦物成分。分成了三類:黑煙囪、白煙囪和低溫噴口。溫度達300~400℃時,形成黑煙囪,是暗色硫化物礦物堆積所致;而海水溫度為100~300℃時,則形成白煙囪,主要由硫酸鹽礦物和二氧化矽組成。

對於海底黑煙囪的研究在1978 年開始。1979年阿爾文號在同一地點發現了幾十個黑色和白色煙霧的煙囪。約200~400 ℃的含礦熱液從地下噴出,礦液剛噴出時為澄清溶液,與周圍海水混合後,很快產生沉澱變為「黑煙」或「白煙」。在隨後的幾年裡科學家在世界的各個大洋裡也發現了許多黑煙囪及其熱液硫化物。

黑煙囪的探測

科學家一般利用深海的探測器直接觀察黑煙囪,並進行相關的觀測和取樣。但是目前,世界上僅有少數國家有能力開展海底「黑煙囪」的研究。擁有6000米以上深度載人潛水器的國家只有美國、日本、法國、俄羅斯和中國。

美國在1964年建造的「阿爾文」號潛水器是其中代表作,可以下潛到4500米的深海。1985年的時候「阿爾文」發現了鐵達尼號沉船的殘骸,也因此登上了美國《時代》周刊的封面。日本是在1989年建設完成的「深海6500」潛水器,水已經下潛了1000多次。

我國在最早在2007年,利用「大洋一號」科考船在2800米深的西南印度洋中脊上發現了「黑煙囪」,並命名為「龍旂」。2017年4月我國我國用蛟龍號探測器在西北印度洋又成功發現27處海底「黑煙囪」、多金屬硫化物丘與黑暗生態系統。

噴金吐銀

黑煙囪在從地下噴水的同時也將地下的礦物質帶到了地表,黑煙囪在海底噴口附近沉澱黃鐵礦、閃鋅礦、黃銅礦、方鉛礦等多種硫化物。而且純度還很高往往能夠形成具有經濟價值的礦產資源。

目前已經在黑煙囪促進發現了百萬噸級以上規模的金屬硫化物,如東太平洋加拉帕戈斯群島發現的一個黑煙囪丘體,該礦床長1000米,寬200米,含有35%鐵,10%銅,0.1%為鋅,儲量2500萬噸,應該說是價值比較高。

目前已經有國家開始對黑煙囪附近的礦產進行開發,比如日本、加拿大鸚鵡螺礦業公司(Nautilus Minerals)。在2010年9月,日本海洋研究開發機構的研究小組利用深海探測船,在黑煙囪促進鑽了4個直徑約50釐米、深45米的人工噴口其中的一個缺口在一年半時間內達到了11米高,而在自然界需要數十至數千年才能達到這種高度這種技術並不困難而且成本和環境代價極低,未來有望在技術層面實現海底礦物資源的商業化開採。

黑煙囪的科研價值

在深海熱液口 , 常密集棲息著一些個體巨大 , 身體結構極其特殊的無脊椎動物 , 其中多數是以前未發現過的種 。 至 2000年為止在深海熱液噴口 發現的生物種類已有 10 個門 , 500多個種屬。大部分為熱液環境所獨有。由於這裡缺少氧氣於是形成了不一樣的種群。

作為熱液生態系統的源頭,嗜硫細菌把劇毒硫化物轉化為能量,寄生在盲蝦身上。盲蝦取食身體表面的細菌,數量較少的熱液魚則以盲蝦等為食。

深海熱液微生物來源目 前對於科學家來說是一個 疑問 , 它 們的分布範圍 、 數量 、 複雜多變的能量合成與代謝方式並不為我們所詳知 , 它們對整個生物地球化學循環的影響尚未明確 。 相信隨著現代科學技術的發展及科研人員的不斷探索 , 諸如此類的問題最終能一一得到解決

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