海底熱泉,究竟有多熱?

2021-01-16 萌萌噠史前故事

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。


相關焦點

  • 熱鬧的海底熱泉社區
    如果你面前有一張全球海底熱泉分布圖,你會發現海底熱泉大多形成於板塊交界處。巨型白蛤便是其中之一,它是海底熱泉的典型生物,是貝殼堅硬的軟體動物。在深海裡,它們有廣闊的生長空間,長至1米的白蛤並不少見。從外表上看,巨型白蛤除了大些,與我們平時所見的蛤蜊並沒有多大區別,但若將它打開來看,巨型白蛤不像普通蛤蜊一樣有腎臟、心臟、嘴巴、胃等器官,並且它的內部簡直是細菌的聚集地,這裡住滿了不同種類的共生細菌。
  • 海底熱泉的"煙囪林"中藏著什麼?
    海底熱泉是指海底深處的噴泉,原理和火山噴泉類似,噴出來的熱水就像煙囪一樣,發現的熱泉有白煙囪、黑煙囪、黃煙囪。1979年,美國科學家比肖夫博士首次在太平洋2500米接近海底時,看到這一奇異的景象:蒸汽騰騰,煙霧繚繞,煙囪林立。經過仔細觀察發現在"煙囪林"中有各種生物生存。  實際上,海底熱泉的活動並不一定形成煙囪。早在20世紀60年代,科學家們在紅海發現了許多奇異的現象,比如水溫和鹽度偏高,接著就出現了高溫滷水。1967年,在一處海淵中發現了在熱泉周圍形成的海底多金屬軟泥。
  • 地球的70% 水深火熱中的海底鬧市——深海熱泉
    地球上有許多熱泉和溫泉,但過去只知道陸地上的熱泉和溫泉,對海洋中是否也存在著同樣的熱泉和溫泉卻所知甚少。1977年,自美國「阿爾文」號深潛器在東太平洋附近的加拉帕戈斯裂谷發現第一個海底熱泉以來,海底熱泉一直是個熱門的話題。
  • 海底熱泉的數量遠超預估,生命的起源與它到底有何關聯
    那麼在海底的深處,很有可能,這些板塊是會被相互的拉開,那麼在邊界的位置熔巖往往就會冒出來,這個時候水就會被加熱就形成了我們平時所說的水下溫泉,也就是熱液噴口。那麼在這個位置水加熱之後不斷的往上噴,隨之而來也會噴出一些有用的礦物質就像是我們所熟悉的鐵,還有眾多的硫化礦物。
  • 450℃海底熱泉旁生活著的大蝦,該如何才能煮熟?
    看到題目也許很多小夥伴首先會有疑問,泉不就是水,水100℃就蒸發了,怎麼可能有450℃的熱泉?先別急著噴,中學教材中講到水的沸點是在標準大氣壓力之下,然而深海海底壓力很大,馬裡亞納海溝最深處更是可以達到1000多個大氣壓力,所以水的沸點會提升。
  • 轉 | 神奇的深海熱泉:水深火熱中的海底鬧市
    大部分海雪在降落的過程中會被其他生物搶光,能夠落到海底的少之又少——海底的居民們很久才能吃上一頓,然後在無盡的黑暗中等待下一次天降甘霖。下一頓飯還不知道是幾年後的事呢。但是,海底也不全是沙漠,也有熱鬧的地方,甚至有繁華的「大城市」。那裡雖無燈火通明,卻也煙囪林立,寸土寸金,有生產、有消費、有禮尚往來、有勾心鬥角……在陸地和淺海,絕大部分能量都來自太陽。
  • 探秘深海熱泉
    在海洋深處的一些地方出現了裹挾大量物質噴湧而出的熱液,在那裡就有生命。天文學家Jon Willis開啟了一段考察這類嚴酷環境的航海之旅,從而為尋找太陽系地外生命提供蛛絲馬跡。2017 年6 月16 日,在太平洋東北部溫哥華島的西海岸,我與其他同事在鸚鵡螺號的控制室裡潛入海底,尋找海底熱泉。
  • 日發現生命起源海底熱泉學說新證據
    日本長岡技術科學大學工學系研究人員最近在世界上首次研製出模擬海底熱泉的循環型實驗裝置,它可以不斷地合成與生命不可缺少的蛋白質相近的肽,從而為生命起源於海底熱泉的學說提供了新證據。所謂海底熱泉學說,是指最初的生命起源於原始地球的海底火山爆發後形成的熱泉周圍。這種學說被國際學術界廣泛接受。
  • 熱泉中的嗜極生命與外星人的聯繫
    天文學家特別關注的熱泉中的嗜極生命關鍵詞1:海底深處關鍵詞2:外星生命大猜想早先,人們曾認為地球上的生命對生存環境條件的要求是相當苛刻的。但自20 世紀70年代以來,科學家在東太平洋、大西洋、印度洋,甚至北冰洋的洋底相繼發現了數以百計的被稱為海底熱泉(又稱海底熱液)和「『黑煙囪」的奇異景觀。在那些極端嚴酷的環境中,竟然有許多奇特的生物組成了相當穩定的生態系統。不少科學家認為,這種環境可能與地球形成早期古細菌所處的環境甚為接近,因此,這樣的環境很可能就是孕育地球生命的最初場所。
  • 生命真的起源於海底?又有了新證據!
    作者:Sean Jordan(倫敦大學學院遺傳學系博士後研究員)1生命究竟從何而來?這是一個眾說紛紜的謎題。近年來,許多科學家已經不再那麼青睞「水池裡的原始湯」觀點,而是更多地將海洋深處的熱泉視為地球上生命的最初來源。
  • 海底也有河流、山脈、火山、熱泉……
    特別聲明:鑑於前幾天挑戰賽當中,技術後臺頻繁出現異常參賽行為提示,為了保證公平、公正,保障每位參賽者的權益,特別提示所有參賽者,一旦後臺提示發現有異常情況,將立即取消參賽成績。海底有高聳的海山,起伏的海丘,綿延的海嶺,深邃的海溝,也有坦蕩的深海平原。 (1)海底河流 海底河流,是指在重力的作用下,經常或間歇地沿著海底溝槽呈線性流動的水流。
  • 深海中的「黃金液體」很有「味道」但是卻是海底的生命之源!
    如果把每平方米海底的生物量用重量來表示的話,那麼在淺海平均有幾百克,而在深海只有幾十克。不過,在深海也有生物量異常高的地方。上世紀70年代,科學家在調查墨西哥附近2600米深的深海域時,發現了從海底湧出的高溫熱泉,以及群居在熱水周圍的大量生物。該海域就在著名的加拉帕戈斯群島附近。熱泉周圍的生物密度達到了每平方米幾十公斤,可與淺海的珊瑚礁海域相媲美。
  • NASA宣布土衛二具備生命所需全部條件:冰下有熱泉
    在4月14日發表在《科學》雜誌上的論文中,科學家們指出對氫氣和二氧化碳的存在「最有說服力」的解釋是:這是冰下溫暖海洋和海底巖層之間的水熱反應所致。這種水熱反應可以為深海微生物提供能源。最關鍵的是,氫氣和二氧化碳可以合成甲烷。在地球的海底熱泉中,科學家們已經證明在太陽照不到的地方,甲烷也能養活地球海底熱泉附近的微生物,形成獨特的熱泉生態系統。
  • 太平洋白鰩藉助深海熱泉孵化卵子
    撰文:Jason Bittel  全世界最有耐心的母親可能莫過於一種深海章魚,這種章魚會照管自己的卵子長達近4.5年。不過,現在科學家發現了一位新的競爭者,可能比這種章魚還要耐心。  科學家發現了一種罕見的深海魚類,這種魚可能會花費4年或更長時間照管自己的卵子,而且在一個讓人意想不到的地方:深海熱泉,在這裡熾熱的海水從海底噴湧而出。  這種骨白色的魚叫做太平洋白鰩,是鯊魚的近親,長著一雙暴眼,可生活於2900米的深海之中。
  • NASA稱深海熱泉生物或最接近外星生命
    科學家們已經在兩處深海熱泉區域採集了樣品。其中一處是「Von Damm field 」,水深大約2300米;另一處是「Piccard」,水深約4900米,後者是目前世界上最深的深海熱泉區域。美國宇航局目前正在對加勒比地區的蝦類進行研究,這裡擁有全世界水深最深的海底熱泉區域之一。在這些暗無天日的海底區域,白色的深海蝦類層層堆積,遍布熱泉附近的海底巖石。這些蝦類的口部和特殊演化的鰓蓋內部生活著細菌,這些細菌會產生有機物並養活這些蝦類。
  • 海底熱泉或起促進作用
    北京時間4月18日消息,據國外媒體報導,美國德州農工大學(Texas A&M University)的一支研究團隊發現了一種物理機制,或能解答生命起源的最關鍵問題之一:「生命的基本組件究竟是如何形成的
  • 海底10000米有多恐怖?有經驗的潛水員也會感到害怕
    海洋,是最初的生命誕生之地,科學家認為37.7億年到43億年前在海底的熱泉周圍出現了最早的生命形態——細菌,直到今天在深海中,也只有巖漿出現的熱泉周圍存在著生命群落,深海的其他地方都是生命的禁區。那麼在一萬米的深海下究竟存在著什麼呢?
  • 37.7億年前地球海洋已存在生命 深海熱泉或是人類最早的「家」
    英國《自然》雜誌2月28日發表一項生物學重要發現,科學家報告了至少37.7億年前深海熱泉內部及其周圍微生物活動的證據,其代表著地球上最早期的生命形式
  • 深海熱泉發現特殊細菌 或外星生命類型
    導讀:深海熱泉環境惡劣,幾乎沒有生物可生存。
  • 教材考點挖掘:硫細菌、化能合成與深海熱泉生態系統
    生活在太平洋海底的深海熱泉附近。上世紀七八十年代有大量圍繞深海熱泉生態系統的工作,發現的管蠕蟲類別也不止一種,下圖是一種叫做Tevnia jerichonana的管蠕蟲。所以有一種說法說這種巨型管蠕蟲與其說是一種「動物」,還不如說更像一種水生真菌,不是通過「吃」,而是依賴現存的有機分子生存繁衍。巨型管蠕蟲進行有性生殖,雌雄配子在深海中相遇,環境合適在時,幼蟲在海底附著,在不到2年的時間內就能長到1.5米左右的長度並且發育到性成熟。