海底「黑煙囪」

2021-01-21 新民晚報數字報
  王乃仙

  最近,我國在衝繩海槽首次觀察到「黑煙囪」。「黑煙囪」的發現及其研究是全球海洋地質調查近幾十年來取得的重要科學成就。

  現代海底「黑煙囪」的研究,始於20世紀的70年代末,當時,美國的「阿爾溫」號潛艇內的考察人員在東太平洋中脊的軸部約2610-1650米的海底熔巖上,發現了數十個冒著黑色和白色煙霧的煙囪,從直徑約15釐米的煙囪噴溢口中噴出約350攝氏度的含礦熱液,與周圍的海水混合後,很快產生沉澱變為黑煙,沉澱物主要由磁黃鐵礦、黃鐵礦、閃鋅礦和銅一鐵硫化物組成。這些海底硫化物堆積噴溢口周圍,不斷增高,形成狀如煙囪的海底地貌,被稱為「黑煙囪」。

  「黑煙囪」的高矮也不一樣,高的可達100多米,矮的也有幾米到幾十米。煙囪的直徑因噴溢口的大小而不同,小煙囪的直徑一般只有幾十釐米,大煙囪的口徑可以達到幾米。噴發劇烈的噴溢口四周的堆積物也多,往往形成小丘,高度有的可達100多米。其實在海水衝擊的作用下,「煙囪」的高度很難升高,尤其是那些長年不活動的噴溢口,「煙囪」往往又經不起海水的衝擊而垮塌。

  海底「黑煙囪」的形成與海水及相關金屬元素在大洋地殼內熱循環有關。由於新生的大洋地殼溫度較高,海水沿裂隙向下滲透可達幾公裡,在地殼深部加熱升溫,溶解了周圍巖石中多種金屬元素後,又沿著裂隙對流上升並噴發在海底。由於礦液與海水成分及溫度差異,形成濃密的黑煙,冷卻後在海底及其淺部通道內堆積了硫化物顆粒,形成金、銅、鋅、鉛、汞、錳、銀等多種具有重要經濟價值的金屬礦床。

  目前,世界各大洋的地質調查都發現了黑煙囪的存在,並主要集中在新生的大洋地殼上。

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