Чёрные и белые курильщики

Ученые открыли самый глубокий чёрный курильщик (ВИДЕО)

Предшественники современных исследований струй

Даже до открытия подводных гидротермальных проявлений в 1977 и 1979, немногие исследователи знали о крупных физических и химических аномалиях, которые бы наверняка относились к гидротермальной разгрузке. Более 30 лет назад Наусс предполагал, что аномальные теплые воды в интервале глубин 3000-3500м на Восточном Тихоокеанском поднятии (EPR) примерно на широте 20°Ю, вероятно, были связаны с недавно закартированной зоной высокого теплового потока на морском дне в этом районе. 10 лет позднее,Уоррен сообщил о таких же проявлениях по данным экспедиции SCORPIO на широтах 28°Ю и 43°Ю, хотя он это он с неохотой относил их к гидротермальной активности, поскольку исключительно океанографические эффекты также могли привести к такому распределению температур. Лонсдейл, возможно, сделал самую раннюю попытку количественно оценить температурную аномалию гидротермальной струи, когда он построил графики кривых температура-солёность профилей запад, восток и непосредственно через EPR на широте 8°Ю.Осевые станции показали, что придонные температуры увеличиваются на несколько сотен градусов Цельсия по сравнению с вне осевыми водами с той же солёностью (Рис. 1).

Рис. 1. Диаграмма потенциальных температур относительно солёности для отдельных проб Восточного Тихоокеанского поднятия на 8°Ю, показывающая гидротермальный нагрев на гребне поднятия.

Измерения изотопов гелия 3He и 4He в троге Кермадек и поперёк Восточного Тихоокеанского поднятия дали первые данные, что гидротермальные проявления могли формировать широко распространённые химические аномалии. Вскоре после этого опробования около Галапагосского хребта показали, что гидротермальные струи также содержат значительные аномалии растворенного и во взвешенных частичках Mn. С тех пор изучение струй способствовало открытию и характеристике мест гидротермальной разгрузки на хребтах и горячих точках во всех океанах и окраинных морях.

Восточно-тихоокеанские спрединговые центры

Гидротермальные струи были закартированы более детально над гребнями Восточного Тихоокеанского хребта, а не где-нибудь ещё в океане. Фактически, непрерывные исследования гидрографических, оптических и/или химический аномалий струй производились вдоль многих сложного хребта Эксплорер-Хуан де Фука- Корда а северо-западной Пасифике, Калифорнийском заливе и вдоль Восточно-Тихоокеанского поднятия от примерно 9° дo 13°С и от 13° дo 22°Ю. Полное скоростное растяжение (спрединг) в этих местах колебалось от средней скорости 60 мм/год в северо-восточной Пасифике и Калифорнийском заливе, до промежуточных скоростей 110-120 мм/год около 10°СШ, до сверх больших скоростей >150 мм/год вблизи 20°Ю. Комплексное природное изучение струй в восточной Пасифике происходило на большой части от узких гребней осевых хребтов со средними и более высокими скоростями растяжений, которые позволяют делать лишь один разрез вдоль оси, до обнаружения и определения места положения источников с самыми большими разгрузками.

Рис. 2. Карта расположения спрединговых центров Тихого океана у берегов Америки.

Комплекс хребтов Эксплорер-Хуан де Фука-Корда представляет собой изолированную систему спрединговых хребтов, которая протягивается почти на 1 000 км вдоль западного берега Канады и США (рис. 2). Струи на хребте Хуан де Фука были исследованы более подробно, чем в любом другом аналогичном месте океана.Сейчас известно какую роль играют эти системы в переносе массы и энергии и земной коры и мантии в океаны (Тивей М.К. 2002 смотри в приложении). Гидротермальная циркуляция показала, что является важным процессом в понижении концентрации Mg и источником других элементов, таких как Fe, Mn, Li, Rb, и Cs. Таким образом, она влияет на химию океана. Аналоги рудных месторождений были открыты, которые имеют необычные биологические сообщества, эта книга). Компиляция глобальных данных демонстрирует, что, в общем, тепловая отдача термальных проявлений вдоль секций срединно-океанических хребтов, примерно, пропорциональна скорости спрединга. Однако, в хребтах с ультранизкими скоростями спрединга тепловые потери, рассчитанные на основании струйной доли, выпадают из этого тренда. Они значительно больше, чем прогнозировались.

Однако, исследования индивидуальных полей термальных проявлений вдоль быстрых- , средних- и медленных скоростей спрединга генерировали подсознательное наблюдение, что наиболее крупные индивидуальные отложения в местах термальной разгрузки располагались в хребтах медленного спрединга. В результате сравнения систем в разных тектонических позициях, в субстратах различного состава и на разных океанических глубинах (рис. 3), наряду с данными лабораторных и теоретических экспериментов, был сделан важный прогресс в понимании факторов, которые контролируют гидротермальную разгрузку и состав отложений.

Рис. 3. Известные места гидротермальной разгрузки вдоль срединно-океанических хребтов, в бассейнах тыловых дуг, рифтовых дуг и подводных островодужных вулканов (красные) и районы активности, которые определены химическими аномалиями (жёлтые). ВПТ = Восточное Тихоокеанское поднятие. ТАГ = Транс Атлантический геотраверс, МЕF = Главное поле Эндеавор и GR-14 = Гидротермальное поле Си Клифф на севере хребта Корда (Tivey, 2002)