第廿四章 海底熱泉
到了42.8億年前,地球上的海域越來越密布(雖然對照整個地球表面,還是很稀少),有些淺海已經變成了深海。
由於地殼還不成熟,在許多海底都存在裂縫,地熱熱水會從裂縫中排出。
實際上,這是一種海底的火山活動,熱液噴發後會形成很多海底巖石和礦床。
噴發的熱液有多熱?
水溫至少高於60℃,最高可達464℃!
而這些海底的水溫,通常都是2℃左右。
所以,突然噴發出來的水,明顯比周圍的水更熱。
等等,水的沸點不是100℃嗎?怎麼可能高達400多度?
事實上,還真的可以……
在深海底部,具有很高的靜水壓力,因此水可以在高溫下保持液狀或者超臨界流體狀態。
超臨界流體?就是物理性質介於液體與氣體之間啦~
這些海底熱液噴口,持續噴發著熱液。
熱液與周圍的冰冷海水一接觸,溶解在熱液中的一些礦物質就會沉澱出來,形成顆粒。
日積月累,長此以往……這些顆粒搭建成了一根根圓柱形煙囪。
一些銅、鐵和鋅的硫化物會逐漸在煙囪內積累。
因此,煙囪內的縫隙非常非常小。
某些海底裂口中噴出的水,富含地殼中溶解的礦物質,主要是高水平的含硫礦物或者硫化物。
當這種熱液與冰冷的海水接觸時,許多礦物質都會沉澱出來,在噴孔周圍形成黑色的煙囪,而沉積的金屬硫化物則很快變成塊狀硫化物礦床。
黑煙囪內的水溫非常高,通常可達400℃以上。
其中一些黑煙囪富含鐵。
某些煙囪成長速度很快,每天大概增長30釐米的樣子。
直到長到大概60米左右的樣子,黑煙囪才會由於無法繼續被支撐而倒塌。
總而言之,這兒充滿著硫磺,而煙囪口冒出奇臭無比的硫化氫,外加400度以上的高溫炙烤……
莫非這就是充滿著硫磺之火的地獄……?
而另外一些海底裂口,或者離噴發孔稍遠的位置,會形成稍微不那麼激烈的煙囪。
這些被稱為海底「白煙囪」。
白煙囪一般是由溫度不那麼高的熱液噴發後形成。
白煙囪的形成甚至與火山活動或者巖漿沒什麼關係,是海水本身與巖石的作用形成的。
原來,海水會通過海底的一些裂縫滲入地幔之中。
而地幔中富含橄欖石。
橄欖石富含亞鐵離子和鎂離子。
海水會被這些亞鐵離子強行「安裝」上電子,也就是被還原。
而亞鐵離子則被氧化,成為氧化鐵。
這個自發的放熱反應,導致大量的氫氣生成。
橄欖石與海水反應後,成為了有著綠色斑紋的蛇紋巖,美觀度提升。
而這些富含氫氣的海水,成為鹼性熱液,與上面新近滲透下來的海水相比,溫度要高得多,因此浮力更大,會不斷地向上冒回去。
於是,一些新的海底熱液噴口產生了,這些噴氣口會噴出含有氫氣的鹼性熱水!
但由於透明,所以看起來不像在噴。
實際上,說噴出來確實不太合適。
因為這兒的熱泉,與其說是噴,還不如說是從孔中流出來,因為這並不是由巖漿活動主導的,而只是浮力作用。
這些熱泉形成的白煙囪,有時候高度不輸黑煙囪,也可以達到60米。
而溫度方面,這些熱泉也「委婉」多了,一般只有60-90℃。
但這些白煙囪不只有一個煙囪口,而是形成了非常複雜的網狀結構,存在很多微小的空腔或者氣泡,有些甚至小到直徑還不到0.1毫米。
與黑煙囪相比,白煙囪更像一個微型的天堂。
有時候,某些海底噴孔周圍,會既有黑煙囪,又有白煙囪。
「地獄」與「天堂」,真的是一步之遙。
此外,某些海底熱液噴孔附近甚至能聚集一種被稱為蒙脫石的多孔黏土堆。
這是一種非常柔軟的層狀矽酸鹽礦物,它們在水溶液中沉澱時以微觀晶體的形式形成。
這倒是與鹼性熱泉形成的白煙囪,有異曲同工之妙。
與其它所有晶體一樣,這些粘土晶體在聚集、粘附與擴散時仍能保持其外部形式排列。
而且這些晶體之間沒有緊密結合,因此水會介入,導致粘土溶脹。
因此,蒙脫石的含水量是可變的,並且在吸水時,會體積大增。