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未知的海底宝藏-黑色烟囱

什么是“黑烟囱”

根据国外研究,在37.7亿年前,有证据表明在深海的热液喷口附近有微生物活动。这是我们今天要谈论的黑色烟囱。

黑烟囱可以简单地理解为海底的温泉。只是它的温度比60-400℃的普通温泉要高得多。目前,在世界各地的海洋中发现了150多个深海热液喷口,分布在1000至4000米的深度,主要分布在大洋中脊热液活动区。

形成的原因是,海水沿着海底的裂缝渗入,在岩浆等炎热的地方被加热,然后喷出海底,形成“烟囱”。它被称为黑色烟囱。

非常烟囱的分类主要基于温度和喷射矿物的组成。分为三类:黑烟囱,白烟囱和低温通风口。当温度达到300-400°C时,会形成黑色烟囱,这是由深色硫化物矿物的积累引起的。海水温度为100-300°C时,会形成白色烟囱,主要由硫酸盐矿物和二氧化硅组成。

黑底烟囱的研究始于1978年。1979年,阿尔文在同一地点发现了数十个黑白烟囱。从地面喷出约200〜400℃的含矿物质热液。喷洒矿物质液时,它是一种澄清溶液。与周围的海水混合后,沉淀物很快会变成“黑烟”或“白烟”。在接下来的几年中,科学家还在世界各大海洋中发现了许多黑烟囱及其热液硫化物。

黑色烟囱的检测

科学家通常使用深海探测器直接观察黑烟囱,并进行相关的观察和取样。但是目前,世界上只有少数几个国家有能力对海底的“黑烟囱”进行研究。载人潜水器高度超过6000米的唯一国家是美国,日本,法国,俄罗斯和中国。

美国于1964年建造的“阿尔文”潜水器是杰作之一。它可以潜水到4,500米的深度。 1985年,“阿尔文”发现了泰坦尼克号沉船的残骸,因此出现在美国“时代”杂志的封面上。日本是1989年建造的“深海6500”潜水器。潜水用水已经超过1000次。

在中国,早在2007年,“海洋一号”科研船就在印度洋西南部中脊2800米处发现了一个“黑烟囱”,并命名为“龙旗”。 2017年4月,中国使用中国的Chenlong探测器成功地在印度洋西北部发现了27个海底“黑烟囱”,多金属硫化物丘和黑暗生态系统。

喷金和银

黑色烟囱从地面喷水,同时将地下矿物质带到地面。黑色烟囱在海底喷嘴附近沉积了各种硫化物,例如黄铁矿,闪锌矿,黄铜矿,方铅矿等。而且纯度仍然很高,通常可以形成具有经济价值的矿产资源。

百万吨级以上的金属硫化物已在黑烟囱中得到推广,例如在东太平洋的加拉帕戈斯群岛发现的黑烟囱丘。该矿床长1,000米,宽200米,含35%的铁。铜10%,锌0.1%,储量2500万吨,应该说价值相对较高。

日本和加拿大的鹦鹉螺矿物等国家已开始在黑烟囱附近开发矿物。 2010年9月,日本海洋研究开发署的研究小组使用一艘深海勘探船,在黑烟囱中促进了四个直径约50厘米,深度约45米的人工喷嘴的钻探。它高11米,自然要达到这个高度需要数万到数千年的时间。该技术并不困难,并且成本和环境成本极低。将来,有望在技术水平上实现海底矿产资源的商业开发。

黑烟囱的科学价值

在深海热液喷口中,通常有密集的无脊椎动物,它们有大个体和极其特殊的身体结构,其中大多数是以前未被发现的物种。截至2000年,深海热液喷口共有10种,超过500种。大多数是热液环境所独有的。由于这里缺氧,形成了不同的种群。

作为热液生态系统的来源,嗜硫细菌将剧毒的硫化物转化为能量,从而寄生了对虾。盲虾以身体表面的细菌为食,而少量热液鱼以盲虾等为食。

目前,深海热液微生物的来源是科学家们的一个问题。它们的分布范围,数量以及复杂和可变的能量合成和代谢方法对我们来说并不为人所知,并且它们对整个生物地球化学循环的影响尚不清楚。相信随着现代科学技术的发展和科学研究者的不断探索,这些问题可以最终得到一一解决。

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