czym są otwory hydrotermalne?
w 1977 roku naukowcy dokonali oszałamiającego odkrycia na dnie Oceanu Spokojnego: otwory wylewające gorące, bogate w minerały płyny spod dna morskiego. Później odkryli, że otwory wentylacyjne były zamieszkane przez nieznane wcześniej organizmy, które rozwijały się pod nieobecność światła słonecznego. Odkrycia te zasadniczo zmieniły nasze rozumienie ziemi i życia na niej.,
podobnie jak Gorące źródła i gejzery na lądzie, otwory hydrotermalne tworzą się w obszarach aktywnych wulkanicznie—często na grzbietach śródoceanicznych, gdzie płyty tektoniczne ziemi rozchodzą się i gdzie Magma odwierca się do powierzchni lub blisko dna morskiego. Woda oceaniczna przenika do skorupy przez pęknięcia i porowate skały i jest ogrzewana przez leżącą pod nią magmę. Ciepło pomaga prowadzić reakcje chemiczne, które usuwają tlen, magnez, siarczany i inne substancje chemiczne z wody, która weszła do oceanu przez deszcz, rzeki i wody gruntowe., W tym procesie ciecze stają się również gorętsze i bardziej kwaśne, powodując ługowanie metali, takich jak żelazo, cynk, miedź, ołów i kobalt z otaczających skał. Podgrzane płyny wznoszą się na powierzchnię przez otwory w dnie morskim. Temperatury cieczy hydrotermalnych mogą osiągnąć 400°C (750°F) lub więcej, ale nie gotują się pod ekstremalnym ciśnieniem głębokiego oceanu.
gdy wylewają się z odpowietrznika, płyny napotykają zimną, natlenioną wodę morską, powodując kolejną, szybszą serię reakcji chemicznych., Siarka i inne materiały wytrącają się lub wychodzą z roztworu, tworząc bogate w metale Wieże i złoża minerałów na dnie morza. Płyny zawierają również chemikalia, które karmią drobnoustroje u podstawy unikalnej sieci spożywczej, która przetrwa poza słońcem. Zamiast polegać na fotosyntezie, aby przekształcić dwutlenek węgla w węgiel organiczny, bakterie wykorzystują chemikalia, takie jak siarkowodór, aby zapewnić źródło energii, które napędza ich procesy metaboliczne i ostatecznie wspierać szeroką gamę innych organizmów, takich jak tubeworms, krewetki i małże.
dlaczego mają znaczenie?,
otwory hydrotermalne działają jak naturalne systemy hydrauliczne, które transportują ciepło i chemikalia z wnętrza Ziemi i pomagają regulować globalną chemię oceanów. W procesie tym gromadzą na dnie morza ogromne ilości potencjalnie cennych minerałów.
na przykład kopalnie miedzi mamuta na Cyprze powstały w wyniku aktywności hydrotermalnej miliony lat temu, zanim skały te zostały wyniesione z dna morskiego, aby stały się suchym lądem., Uważa się, że na dnie morza w pobliżu otworów hydrotermalnych istnieją cenne złoża minerałów, a kilka firm od lat planuje eksploatację niektórych z nich. Trudności związane z wydobyciem na głębokich wodach w pobliżu wrażliwych ekosystemów oraz stosunkowo niewielkie rozmiary złóż dna oceanicznego w porównaniu do złóż na lądzie uniemożliwiły dotychczas eksploatację dna morskiego.
otwory wentylacyjne wspierają również złożone ekosystemy organizmów egzotycznych, które rozwinęły unikalne biochemiczne adaptacje do wysokich temperatur i warunków środowiskowych, które uznalibyśmy za toksyczne., Poznanie tych organizmów może nauczyć nas ewolucji życia na Ziemi i możliwości życia w innych częściach układu słonecznego i wszechświata. Wiele wcześniej nieznanych procesów metabolicznych i związków występujących w organizmach wentylacyjnych może mieć również komercyjne zastosowania.
podczas rejsu OASIS do Mid-Cayman Rise w styczniu 2012, ramię manipulatora zdalnie sterowanego pojazdu Jason umieścił rurkę dolotową izobarycznego próbnika gazoszczelnego (IGT) do strumienia płynu tryskającego z hydrotermalnego otworu wentylacyjnego., Płyn zawiera gazy, które są w postaci ciekłej z powodu wysokiego ciśnienia głębokiego oceanu. W przeszłości sprowadzenie takich próbek na powierzchnię powodowało utratę części gazowej. Naukowcy i inżynierowie WHOI opracowali IGT, aby utrzymać próbki płynu odpowietrzającego pod wysokim ciśnieniem, dopóki nie zostaną doprowadzone do laboratorium do analizy. Ekspedycję poprowadził geolog Chris German, który odwiedził najgłębsze znane otwory hydrotermalne na świecie. (Fot. Chris German and The Jason Group, Woods Hole Oceanographic Institution)
