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海底“白煙囱”是如何形成的?

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在深不可測的海底上空,聳立着一個個黑色煙囱狀的怪物,蒸汽騰騰,煙霧繚繞,煙囱裏冒出的煙的顏色大不相同。有的煙呈黑色,有的煙是白色的,還有清淡如暮靄的輕煙…… 這是1979年美國科學家比肖夫博士等人乘坐“阿爾文”號潛水器在加利福尼亞灣的外

一些大洋中脊海底出露的橄欖巖與海水發生複雜的化學反應,產生大量的熱量,驅動了一種新類型的海底熱液噴發活動。這種特殊的熱液鹼度高,幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。當熱液噴出海底時,就形成了主要由碳酸鹽礦物構成的“白煙囱”。

海底熱泉是地殼活動在海底反映出來的現象。它分佈在地殼張裂或薄弱的地方,如大洋中脊的裂谷、海底斷裂帶和海底火山附近。 大西洋、印度洋和太平洋都存在大洋中脊,它高出洋底約3000米,是地殼下巖漿不斷噴湧出來形成的。洋脊中都有大裂谷,巖漿

海底“白煙囱”是如何形成的?

熱液是名副其實的海底“第一漏”!由“漏”下去的海水形成的熱液,温度有高有低,熱液成分也大相徑庭!有的熱液在海底噴出後,並非形成我們熟知的“黑煙囱”,而是形成了潔白的“白煙囱”,這又是怎麼回事呢?

海底“黑煙囱”是地殼活動,在海底反映出來的現象。它分佈在地殼張裂或薄弱的地方,如大洋中脊的裂谷、海底斷裂帶和海底火山附近。大西洋、印度洋和太平洋都存在大洋中脊,它高出洋底約3000米,是地殼下巖漿不斷噴湧出來形成的。洋脊中都有大裂谷

原來,在一些大洋中脊海底,有大量地幔巖的出露,橄欖巖就是其中的典型代表。有趣的是,這些出露在海底的橄欖巖可以與海水發生複雜的化學反應,併產生大量的熱量,從而驅動了一種新類型的海底熱液噴發活動。這種特殊的熱液鹼度高(pH值為9~11),富含甲烷、氫氣等氣體,幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。因此,當熱液噴出海底時,形成的不是由金屬硫化物組成的“黑煙囱”,而是主要由碳酸鹽礦物(方解石、文石等)構成的“白煙囱”!

1979年3月,美國海洋學家巴勒帶領一批科學家對墨西哥西面北緯21度的太平洋進行水下考察時,透過潛艇的舷窗,他們看到了濃霧瀰漫下的一根根高達六七米的粗大的煙囱般的石柱頂口,噴發出滾滾濃煙。 將温度探測器伸進濃煙中,測得温度竟高達近千攝

海底“白煙囱”是如何形成的? 第2張

相比“黑煙囱”而言,這些“白煙囱”結構緻密,不易坍塌,因此可以形成更為壯觀的海底“白煙囱”羣。在大西洋被稱為“迷失之城”的熱液場中,矗立着一座以海神“波塞冬”的名字命名的巨型“白煙囱”。它的高度超過60米,延伸範圍接近100米,是目前已知的全球最大的海底熱液活動形成的“煙囱”。

實際上,海底熱泉的活動並不一定形成煙囱。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,比如水温和鹽度偏高,接着就出現了高温滷水。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。從此,揭開了人類研究現代熱液礦產

海底“白煙囱”不但體積巨大,而且形態變化多端。它們有的像寶塔、像佛手,令人聯想到佛教寺廟;有的像石筍、像瀑布,猶如石灰巖溶洞的景象。更難能可貴的是,這些“煙囱”主要由潔白無瑕的碳酸鹽礦物組成。雪白精緻、形態各異的“白煙囱”聳立在海底,猶如大自然創造出的一件件精美絕倫的藝術珍品。

1977年10月,美國伍茲霍爾海洋研究所所屬的深海潛水器“阿爾文”號在加拉帕戈斯羣島海域率先發現海底熱泉生態區。這個海底熱泉生態區位於東太平洋,水深2,500米。這裏也是地球上地殼最薄的地方。熱泉生態區熱液的噴出速度高達每秒數米。熱液噴出

海底“白煙囱”是如何形成的? 第3張

從海底“白煙囱”噴發出的熱液流體温度並不太高(40~91℃)。這樣的流體温度,為那些喜温和嗜熱的微生物羣落提供了極佳的生存場所。特別是在“煙囱”壁的孔隙中,棲息着各種各樣的化能自養微生物。它們有的以氫氣為食,有的以甲烷為食,以獲取能量合成有機質。對於它們而言,這些甲烷和氫氣就是其生長所需要的珍饈美味,而熱液流體就是它們最喜歡的營養濃湯!

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海底奇特的“黑煙囱”是什麼?

“黑煙囱”是聳立在海底的硫化堆積物,呈上細下粗的圓筒狀,因形似煙囱狀,所以被科學家形象地稱為“黑煙囱”。它們的直徑從數釐米到2米,高度從數釐米到50米不等。位於海底的“黑煙囱”堆積羣及其堆積物有點像教堂或廟宇建築的複雜尖頂,規模較大的堆積物可以達到體育e5a48de588b6e79fa5e9819331333431346364館體積大小的百萬噸以上。

專家們認為,海底“黑煙囱”的形成過程很複雜,它與礦液和海水成分、温度間存在的差異有關。由於新生大洋地殼或海底裂谷地殼的温度較高,海水沿裂隙向下滲透可達幾千米,在地殼深部加熱升温後,淋濾並溶解巖石中的多種金屬元素,又沿着裂隙對流上升並噴發在海底。它們剛噴出時為澄清的溶液,與周圍的海水混合後,很快變成“黑煙”並在海底及其淺部通道內堆積成硫化物。

目前,科學家已經在各大洋的150多處地方發現了“黑煙囱”區,它們主要集中於新生大洋的地殼上,如大洋中脊和弧後盆地擴張中心的位置上。2003年“大洋一號”開展了我國首次專門的海底熱液硫化物調查工作,拉開了進軍大洋海底多金屬硫化物領域的序幕。經過長期不懈的“追蹤”,終於發現了完整的古海底“黑煙囱”,它們的地質年齡初步判斷為14.3億“歲”。此前,這不僅進一步瞭解了大洋深處海底熱液多金屬硫化物的分佈情況和資源狀況,也為地球科學從理論上有一個新的質的飛躍做了鋪墊。

海底“黑煙囱”的閲讀答案 1.歸納本文主要內容 2.海底“黑煙囱”有什麼特點?

海底黑煙囱在成因上屬於什麼巖石

地球上的第一個生命真的是從海底煙囱裏出來的嗎?

我們的祖先又是怎麼出來的呀 在原始地球上 到處一片荒蕪 第一個生命體到底是如何出現的了?我們人類的家園,地球其實早在46億年前就形成了,但當時的地球並沒有生物的存在,可以説是一片死氣沉沉,那地球上的第一個生物是從哪來的呢?

其實地球上的第一個生物,誕生於海洋。46億前,地球形成了,熾熱的液體長時間的冷卻後,沉積下來成為了地核,其他密度小的物質則包裹在外面,最終形成了地球。地球由於與太陽的距離剛剛好,因此隨着地殼運動和火山噴發,水蒸氣能夠幸運的保留下來,長時間的累積就形成了生命的搖籃——原始海洋。而在這片海洋當中,地殼的運動仍然劇烈,不僅有火山的噴發,甚至閃電、暴雨都是家常便飯,長期以來不同元素的物質就會開始碰撞。一些機緣巧合之後就開始合成有機分子甚至生物單體,於是地球上第一個生命細胞就誕生於不同元素物質的不斷碰撞當中,距今約7a686964616f3133343136633535億年前。

而光有生命細胞可不夠,要想延續下去就必須學會繁衍,否則最終還是會消失。而在原始海洋當中,藍藻就成為了第一個學會繁衍的細胞,它已經擁有了自我複製的能力,因此藍藻能夠進行光合作用的同時,保證自己能夠生存下去,不會成為這個世界的匆匆過客。隨着時間的推移,單細胞生物也開始向多細胞生物進化,開始有了更多的組織和功能。

慢慢的細胞膜也出現了,於是生命不再那般脆弱,自此之後的細胞有了更多生存和繁衍下去的資本。再經過幾十億年的進化和積累,才有了我們現在色彩斑斕的地球。

“黑煙囱”是如何驚現海底?

執行中國大洋19航次科考任務的“大洋一號”科考船在西南印度洋發現了新的海底熱液硫化物活動區域——俗稱“黑煙囱”,實現了中國人在該領域零的突破,標誌着我國已成為世界上發現洋中脊海底熱液活動區的少數國家之一。

當地時間2007年3月1日早上,“大洋一號”派出水下機器人潛航到2800米水深的西南印度洋中脊上,在離海底5米的高度進行了10個多小時的連續拍攝。圖像清晰地顯示了海底正在冒黑煙的“黑煙囱”,黃褐色的混濁液體從海底不斷噴湧而出。探測結果表明,活動的“黑煙囱”直徑約100米,屬於體型較大的一個。

更為幸運的是,我國科學家在取得的樣品中還發現了附着的生物個體。因為該區域是大西洋和太平洋不同生物羣的交錯地帶,因此,這將有利於研究全球洋中脊熱液生物多樣性分佈與遷移活動,而這些因素與生命的起源息息相關。

但是,與2005年首次環球航次所觀察到的其他洋底活動熱液區不同,這個新發現的活動熱液區大型生物相對較少,我國科學家正在分析其原因。

我國此次在印度洋中脊首次發現“黑煙囱”,也是世界上首次在西南印度洋中脊和超慢速擴張洋中脊發現並“捕獲”海底熱液硫化物活動區及樣品,證實了在超慢速擴張洋中脊上也存在熱液噴口活動區的推斷。

對此,中國大洋協會辦公室主任張利民興奮地説,這次發現“不僅實現了我國海底考察區域由單一的太平洋向三大洋轉變,而且實現了由單一多金屬結核資源調查向多種資源調查和資源與科學研究相結合的戰略性轉變”。

19航次第一、二航段首席科學家陶春輝介紹説,海底熱液是20世紀海洋地質學最重要的科學發現之一,對海底熱液的研究處於當今科學研究的前沿。由於洋中脊巖漿活動,不但硫化物沉澱到“黑煙囱”附近的海底,多金屬元素也在此富集。同時,巨大的熱通量、海底熱液生物、“黑暗生物鏈”等與生命起源有關的e5a48de588b67a6431333366306466因素,也有助於研究生物的起源。

海底“黑煙囱”有什麼特點

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