海底“白烟囱”是怎么形成的?
一些大洋中脊海底出露的橄榄岩与海水发生复杂的化学反应,产生大量的热量,驱动了一种新类型的海底热液喷发活动。这种特殊的热液碱度高,几乎不含铁、铅、锌、铜等金属元素。当热液喷出海底时,就形成了主要由碳酸盐矿物构成的“白烟囱”。
热液是名副其实的海底“第一漏”!由“漏”下去的海水形成的热液,温度有高有低,热液成分也大相径庭!有的热液在海底喷出后,并非形成我们熟知的“黑烟囱”,而是形成了洁白的“白烟囱”,这又是怎么回事呢?
原来,在一些大洋中脊海底,有大量地幔岩的出露,橄榄岩就是其中的典型代表。有趣的是,这些出露在海底的橄榄岩可以与海水发生复杂的化学反应,并产生大量的热量,从而驱动了一种新类型的海底热液喷发活动。这种特殊的热液碱度高(pH值为9~11),富含甲烷、氢气等气体,几乎不含铁、铅、锌、铜等金属元素。因此,当热液喷出海底时,形成的不是由金属硫化物组成的“黑烟囱”,而是主要由碳酸盐矿物(方解石、文石等)构成的“白烟囱”!
相比“黑烟囱”而言,这些“白烟囱”结构致密,不易坍塌,因此可以形成更为壮观的海底“白烟囱”群。在大西洋被称为“迷失之城”的热液场中,矗立着一座以海神“波塞冬”的名字命名的巨型“白烟囱”。它的高度超过60米,延伸范围接近100米,是目前已知的全球最大的海底热液活动形成的“烟囱”。
海底“白烟囱”不但体积巨大,而且形态变化多端。它们有的像宝塔、像佛手,令人联想到佛教寺庙;有的像石笋、像瀑布,犹如石灰岩溶洞的景象。更难能可贵的是,这些“烟囱”主要由洁白无瑕的碳酸盐矿物组成。雪白精致、形态各异的“白烟囱”耸立在海底,犹如大自然创造出的一件件精美绝伦的艺术珍品。
从海底“白烟囱”喷发出的热液流体温度并不太高(40~91℃)。这样的流体温度,为那些喜温和嗜热的微生物群落提供了极佳的生存场所。特别是在“烟囱”壁的孔隙中,栖息着各种各样的化能自养微生物。它们有的以氢气为食,有的以甲烷为食,以获取能量合成有机质。对于它们而言,这些甲烷和氢气就是其生长所需要的珍馐美味,而热液流体就是它们最喜欢的营养浓汤!
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