Из Википедии, бесплатной энциклопедии
  (Перенаправлено из Thermal vent )
Перейти к навигации Перейти к поиску
Морские места обитания
Шампанское вент white smokers.jpg
Белые курильщики выделяют жидкость, богатую барием, кальцием, кремнием и углекислым газом, у источника Шампань , северо-западного вулкана Эйфуку, морского национального памятника Марианской впадины

Гидротермальных является Трещиной на дне моря , из которого геотермальных нагретой воды разряды. Гидротермальные жерла обычно встречаются около вулканически активных мест, областей, где тектонические плиты расходятся в центрах спрединга , океанских бассейнах и горячих точках . [1] Гидротермальные месторождения - это горные породы и месторождения минеральных руд, образованные под действием гидротермальных источников.

Гидротермальные источники существуют потому, что Земля одновременно геологически активна и имеет большое количество воды на своей поверхности и в ее коре. Под водой гидротермальные источники могут образовывать черты, называемые черными курильщиками или белыми курильщиками . По сравнению с большей частью морских глубин, районы вокруг подводных гидротермальных жерл более продуктивны с биологической точки зрения, часто в них находятся сложные сообщества, подпитываемые химическими веществами, растворенными в жерловых жидкостях. Хемосинтезирующие бактерии и археи образуют основу пищевой цепи , поддерживая различные организмы, включая гигантских трубчатых червей , моллюсков, блюдец и креветок. Считается, что на Юпитере существуют активные гидротермальные источники.«S луна Европа , и Сатурн » s луна Энцелад , [2] [3] , и он предположил , что древние гидротермальные жерла когда - то существовала на Марсе . [1] [4]

Физические свойства [ править ]

На этой фазовой диаграмме зеленая пунктирная линия показывает аномальное поведение воды . Пунктирная зеленая линия отмечает точку плавления, а синяя линия - точку кипения , показывая, как они меняются в зависимости от давления; сплошная зеленая линия показывает типичное поведение температуры плавления для других веществ.

Гидротермальные жерла в глубоком океане обычно образуются вдоль срединно-океанических хребтов , таких как Восточно-Тихоокеанское поднятие и Срединно-Атлантический хребет . Это места, где две тектонические плиты расходятся и образуется новая кора.

Вода, которая выходит из гидротермальных жерл на морском дне, состоит в основном из морской воды, втянутой в гидротермальную систему близко к вулканической постройке через разломы и пористые осадки или вулканические толщи, а также немного магматической воды, высвобождаемой восходящей магмой . [1] В наземных гидротермальных системах большая часть воды, циркулирующей в системах фумарол и гейзеров , представляет собой метеорную воду плюс грунтовые воды, которые просочились в термальную систему с поверхности, но также обычно содержат некоторую часть метаморфической воды , магматической воды. , и осадочно-пластовый рассолкоторый выпущен магмой. Доля каждого из них варьируется от места к месту.

В отличие от температуры окружающей среды около 2 ° C (36 ° F) на этих глубинах, вода выходит из этих отверстий в диапазоне температур от 60 ° C (140 ° F) [5] до 464 ° C (867 ° C). ° F). [6] [7] Из-за высокого гидростатического давления на этих глубинах вода может существовать либо в жидкой форме, либо в виде сверхкритической жидкости при таких температурах. Критическая точка из (чистой) воды составляет 375 ° С (707 ° F) , при давлении 218  атм .

Результаты экспериментов на границе пар-жидкость в критической области от 380 до 415 ° C.

Однако введение солености в жидкость поднимает критическую точку до более высоких температур и давлений. Критическая точка морской воды (3,2 мас.% NaCl) составляет 407 ° C (765 ° F) и 298,5 бар [8], что соответствует глубине ~ 2960 м (9710 футов) ниже уровня моря. Соответственно, если гидротермальный флюид соленостью 3,2 мас. % NaCl выходит при температуре выше 407 ° C (765 ° F) и давлении 298,5 бар, это сверхкритическое значение. Кроме того, было показано, что соленость газовых флюидов широко варьируется из-за фазового разделения в коре. [9]Критическая точка для жидкостей с более низкой соленостью находится в условиях более низкой температуры и давления, чем для морской воды, но выше, чем для чистой воды. Например, вентилирующая жидкость с содержанием 2,24 мас. % Солености NaCl имеет критическую точку при 400 ° C (752 ° F) и давлении 280,5 бар. Таким образом, вода, выходящая из самых горячих частей некоторых гидротермальных источников, может быть сверхкритическим флюидом , обладающим физическими свойствами между свойствами газа и жидкости . [6] [7]

Примеры сверхкритической вентиляции можно найти на нескольких объектах. Систер-Пик (гидротермальное месторождение Комфортлесс Коув, 4 ° 48 'ю.ш. 12 ° 22 ' з.д. / 4,800 ° ю.ш. 12,367 ° з.д. / -4,800; -12,367 , глубина 2996 м или 9829 футов) выделяет газообразные флюиды с низкой соленостью, разделенные фазами . Было обнаружено, что длительная вентиляция не является сверхкритической, но кратковременная закачка при 464 ° C (867 ° F) была значительно выше сверхкритических условий. На соседнем участке, Turtle Pits, был обнаружен выход жидкости с низкой соленостью при температуре 407 ° C (765 ° F), что выше критической точки жидкости при такой солености. Вентиляционный участок в Каймановом желобе по имени Биби, который является самым глубоким известным гидротермальным участком в мире на высоте ~ 5000 м (16000 футов) ниже уровня моря, показал устойчивую сверхкритическую вентиляцию при 401 ° C (754 ° F) и 2,3% по весу NaCl. [10]

Хотя на нескольких участках наблюдались сверхкритические условия, еще не известно, какое значение имеет сверхкритическое вентилирование с точки зрения гидротермальной циркуляции, образования залежей полезных ископаемых, геохимических потоков или биологической активности, если таковое имеется.

Начальные этапы создания вытяжной трубы начинаются с отложения минерального ангидрита . Сульфиды из меди , железа и цинка затем осаждаются в промежутках дымохода, что делает его менее пористым в течение времени. Было зарегистрировано образование вентиляционных отверстий порядка 30 см (1 фут) в день. [11] Исследование глубоководных жерл у побережья Фиджи в апреле 2007 г. показало, что эти жерла являются значительным источником растворенного железа (см. Цикл железа ). [12]

Черные курильщики и белые курильщики [ править ]

Диаграмма биогеохимического цикла глубоководных источников
Звукозапись черного курильщика.

Некоторые гидротермальные источники образуют примерно цилиндрические дымоходные конструкции. Они образуются из минералов, растворенных в вентиляционной жидкости. Когда перегретая вода контактирует с почти замерзающей морской водой, минералы выпадают в осадок с образованием частиц, которые увеличивают высоту стопок. Некоторые из этих дымоходных конструкций могут достигать высоты 60 м. [13] Примером такого возвышающейся жерла был «Годзилла», структура на глубоководном морском дне Тихого океана вблизи штата Орегон , который поднялся до 40 м , прежде чем он упал в 1996 году [14]

Черные курильщики были впервые обнаружены в 1979 году на Восточно-Тихоокеанском поднятии на 21 ° северной широты.

Черный курильщик или глубокое море вентиляционное представляет собой тип гидротермальных жерл находится на морской день , как правило , в батиали (с самым большой частотой на глубинах от 2500 м до 3000 м), но и в меньших глубинах, а также глубже в абиссали . [1] Они выглядят как черные, похожие на дымоход структуры, испускающие облако черного материала. Черные курильщики обычно выделяют частицы с высоким содержанием серосодержащих минералов или сульфидов. Черные курильщики образуются на полях шириной в сотни метров, когда перегретая вода из-под земной коры проходит через дно океана (вода может достигать температуры выше 400 ° C). [1]Эта вода богата растворенными минералами корки, в первую очередь сульфидами . Когда он вступает в контакт с холодной океанской водой, многие минералы выпадают в осадок, образуя черную, похожую на дымоход структуру вокруг каждого вентиляционного отверстия. Осажденные сульфиды металлов могут со временем превратиться в массивные месторождения сульфидной руды . Некоторые черные курильщики на части Азорских от середины Атлантического хребта чрезвычайно богаты металлическим содержанием, такие как радуги с концентрацией 24000 мкМ железа . [15]

Черные курильщики были впервые обнаружены в 1979 году на Восточно-Тихоокеанском поднятии учеными из океанографического института Скриппса во время проекта RISE . [16] Они наблюдались с помощью глубоководного аппарата ALVIN из Океанографического института Вудс-Хоул . Теперь известно, что черные курильщики существуют в Атлантическом и Тихом океанах на средней глубине 2100 метров. Самые северные черные курильщики кластер из пяти по имени Замок Локи , [17] обнаружили в 2008 году учеными из Университета Бергена в 73 ° N , наСрединно-Атлантический хребет между Гренландией и Норвегией . Эти черные курильщики представляют интерес, поскольку они находятся в более стабильной области земной коры, где тектонические силы меньше, и, следовательно, поля гидротермальных жерл менее распространены. [18] Самые известные в мире черные курильщики живут в Каймановом желобе , на высоте 5000 м (3,1 мили) ниже поверхности океана. [19]

Белые вентиляционные отверстия курильщика выделяют более светлые минералы, например, содержащие барий , кальций и кремний . Эти вентиляционные отверстия также имеют тенденцию иметь более низкотемпературные шлейфы, вероятно, потому, что они обычно удалены от источника тепла. [1]

Черные и белые курильщики могут сосуществовать в одном и том же гидротермальном поле, но обычно они представляют собой проксимальные и дальние выходы к основной зоне восходящего потока, соответственно. Тем не менее, белые курильщики в основном соответствуют стадиям угасания таких гидротермальных полей, поскольку источники магматического тепла становятся все более удаленными от источника (из-за кристаллизации магмы), а в гидротермальных флюидах преобладает морская вода, а не магматическая вода. Минерализующие флюиды из этого типа источников богаты кальцием и образуют преимущественно сульфатные (например, барит и ангидрит) и карбонатные отложения. [1]

Биология гидротермальных источников [ править ]

Традиционно считалось, что жизнь управляется энергией солнца, но глубоководные организмы не имеют доступа к солнечному свету, поэтому биологические сообщества вокруг гидротермальных источников должны зависеть от питательных веществ, содержащихся в пыльных химических отложениях и гидротермальных жидкостях, в которых они живут. Ранее бентосные океанографы предполагали, что жерловые организмы зависят от морского снега , как и глубоководные организмы. Это сделало бы их зависимыми от растений и, следовательно, от солнца. Некоторые организмы гидротермальных источников действительно потребляют этот «дождь», но только с такой системой жизненные формы были бы редкими. Однако по сравнению с окружающим морским дном в зонах гидротермальных жерл плотность организмов в 10 000–100 000 раз больше.

Гидротермальные источники признаны типом экосистем, основанных на хемосинтезе (CBE), где первичная продуктивность подпитывается химическими соединениями в качестве источников энергии вместо света ( хемоавтотрофия ). [20] Сообщества гидротермальных жерл способны поддерживать такое огромное количество жизни, потому что жерловые организмы зависят от хемосинтезирующих бактерий в качестве пищи. Вода из гидротермального источника богата растворенными минералами и поддерживает большую популяцию хемоавтотрофных бактерий. Эти бактерии используют соединения серы, особенно сероводород , химическое вещество, очень токсичное для большинства известных организмов, для производства органического материала в процессе хемосинтеза .

Биологические сообщества [ править ]

Основные статьи: Глубоководные сообщества , Ранние известные формы жизни , Гейзер § Биология гейзеров , Горячий источник § Биота горячих источников и Сообщества микробов гидротермальных жерл.
Дополнительная информация: гипертермофил и термофил

Сформированная таким образом экосистема зависит от продолжающегося существования гидротермального жерла в качестве основного источника энергии, что отличается от большинства поверхностных форм жизни на Земле, которые основаны на солнечной энергии . Однако, хотя часто говорят, что эти сообщества существуют независимо от солнца, некоторые организмы фактически зависят от кислорода, производимого фотосинтезирующими организмами, в то время как другие являются анаэробными .

Густая фауна ( KIWA anomurans и Vulcanolepas -как прошествовал барнакли) рядом с Ист - Scotia хребет жерла
Гигантские трубчатые черви ( Riftia pachyptila ) собираются вокруг вентиляционных отверстий Галапагосского разлома.

Хемосинтезирующие бактерии вырастают в толстый слой, который привлекает другие организмы, такие как амфиподы и веслоногие рачки , которые непосредственно питаются бактериями. Более крупные организмы, такие как улитки, креветки, крабы, трубчатые черви , рыба (особенно бельдюг , головорез , змеевидные и Symphurus thermophilus ) и осьминоги (особенно Vulcanoctopus hydrothermalis ), образуют пищевую цепочку отношений хищника и жертвы над основными потребителями. Основные семейства организмов найдены вокруг морского дна жерла кольчатых , pogonophorans , брюхоногиеи ракообразных с крупными двустворчатыми моллюсками , вестиментиферными червями и «безглазыми» креветками, составляющими основную массу немикробных организмов.

Трубчатые черви Siboglinid , которые могут достигать более 2 м (6,6 футов) в высоту у самых крупных видов, часто составляют важную часть сообщества вокруг гидротермального источника. У них нет рта или пищеварительного тракта, и они, как паразитические черви, поглощают питательные вещества, вырабатываемые бактериями в их тканях. Около 285 миллиардов бактерий обнаруживается на унцию ткани трубчатого червя. У трубочников есть красные шлейфы, содержащие гемоглобин . Гемоглобин соединяется с сероводородом и передает его бактериям, живущим внутри червя. В свою очередь, бактерии питают червя углеродными соединениями. Два вида, населяющие гидротермальный источник, - это Tevnia jerichonana и Riftia pachyptila . Одно обнаруженное сообщество, получившее название " Город угрей".", состоит преимущественно из угря Dysommina rugosa . Хотя угри не редкость, беспозвоночные обычно преобладают в гидротермальных источниках. Город Угрей расположен недалеко от вулканического конуса Нафануа , Американское Самоа . [21]

В 1993 г. было известно уже более 100 видов брюхоногих моллюсков, обитающих в гидротермальных жерлах. [22] Более 300 новых видов были обнаружены в гидротермальных жерлах, [23] многие из них являются «родственными видами» другим видам, обнаруженным в географически разделенных жерлах. Было высказано предположение, что до того, как Северо-Американская плита перекрыла срединно-океанический хребет , в восточной части Тихого океана был обнаружен единственный биогеографический жерл. [24] Последующий барьер для путешествий положил начало эволюционному расхождению видов в разных местах. Примеры конвергентной эволюции, наблюдаемые между отдельными гидротермальными жерлами, рассматриваются как основная поддержка теории естественного отбора и эволюции в целом.

Хотя жизнь на этих глубинах очень редка, черные курильщики являются центром целых экосистем . Солнечного света не существует, поэтому многие организмы, такие как археи и экстремофилы , превращают тепло, метан и соединения серы, выделяемые черными курильщиками, в энергию посредством процесса, называемого хемосинтезом . Этими организмами питаются более сложные формы жизни, такие как моллюски и трубчатые черви . Организмы, лежащие в основе пищевой цепи, также вносят минералы в основу черного курильщика, завершая, таким образом, жизненный цикл .

Был обнаружен вид фототрофной бактерии, обитающей рядом с черным курильщиком у побережья Мексики на глубине 2 500 м (8 200 футов). Никакой солнечный свет не проникает так далеко в воду. Вместо этого бактерии, принадлежащие к семейству Chlorobiaceae , используют слабое свечение черного курильщика для фотосинтеза . Это первый обнаруженный в природе организм, который для фотосинтеза использует исключительно свет, кроме солнечного. [25]

В окрестностях черных курильщиков постоянно обнаруживаются новые и необычные виды. Помпеи червь Alvinella pompejana , который способен выдерживать температуры до 80 ° C (176 ° F), был найден в 1980 - х годах, а чешуйчатые футы брюхоногих Chrysomallon squamiferum в 2001 году во время экспедиции к Индийскому океану Kairei гидротермической «ы вентиляционное поле. Последний использует сульфиды железа ( пирит и грейгит) для структуры своих дермальных склеритов (затвердевших частей тела) вместо карбоната кальция . Экстремальное давление 2500 м воды (примерно 25  мегапаскалей или 250  атмосфер.), как полагают, играет роль в стабилизации сульфида железа в биологических целях. Эта броня, вероятно, служит защитой от ядовитой радулы (зубов) хищных улиток в этом сообществе.

В марте 2017 года исследователи сообщили о доказательствах существования, возможно, древнейших форм жизни на Земле . Предполагаемые окаменелые микроорганизмы были обнаружены в осадках гидротермальных источников в поясе Нуввуагиттук в Квебеке, Канада , которые, возможно, жили уже 4,280 миллиарда лет назад , вскоре после образования океанов 4,4 миллиарда лет назад и вскоре после образования Земли. 4,54 миллиарда лет назад. [26] [27] [28]

Симбиоз животных и бактерий [ править ]

Экосистемы гидротермальных жерл обладают огромной биомассой и продуктивностью, но это основано на симбиотических отношениях, которые сложились в жерлах. Экосистемы глубоководных гидротермальных источников отличаются от своих мелководных и наземных гидротермальных аналогов из-за симбиоза, который происходит между макробеспозвоночными-хозяевами и хемоавтотрофными микробными симбионтами в первых. [29] Поскольку солнечный свет не достигает глубоководных гидротермальных источников, организмы в глубоководных гидротермальных источниках не могут получать энергию от солнца для фотосинтеза. Вместо этого микробная жизнь, обнаруженная в гидротермальных источниках, является хемосинтетической; они фиксируют углерод, используя энергию химических веществ, таких как сульфид, в отличие от солнечной энергии. Другими словами, симбионт превращает неорганические молекулы (H 2 S, CO2 , О) в органические молекулы, которые хозяин затем использует в качестве пищи. Однако сульфид является чрезвычайно токсичным веществом для большинства живых организмов на Земле. По этой причине ученые были поражены, когда в 1977 году они впервые обнаружили гидротермальные жерла, изобилующие жизнью. Что было обнаружено, так это вездесущий симбиоз хемоавтотрофов, живущих (эндосимбиоз) в жабрах жерновов; причина, по которой многоклеточная жизнь способна пережить токсичность вентиляционных систем. Поэтому в настоящее время ученые изучают, как микробные симбионты помогают детоксикации сульфидов (что позволяет хозяину выжить в других токсичных условиях). Работа над микробиомомФункция показывает, что микробиомы, связанные с хозяином, также важны для развития хозяина, питания, защиты от хищников и детоксикации. В свою очередь, хозяин обеспечивает симбионт химическими веществами, необходимыми для хемосинтеза, такими как углерод, сульфид и кислород. [ необходима цитата ]

На ранних этапах изучения жизни в гидротермальных источниках существовали разные теории относительно механизмов, с помощью которых многоклеточные организмы могли получать питательные вещества из этих сред, и того, как они выживали в таких экстремальных условиях. В 1977 году была выдвинута гипотеза, что хемоавтотрофные бактерии в гидротермальных источниках могут вносить свой вклад в рацион двустворчатых моллюсков, питающихся суспензией. [30]

Наконец, в 1981 году стало понятно, что получение питания гигантскими трубчатыми червями произошло в результате химиоавтотрофных бактериальных эндосимбионтов. [31] [32] [33] По мере того, как ученые продолжали изучать жизнь в гидротермальных источниках, стало понятно, что симбиотические отношения между хемоавтотрофами и видами беспозвоночных макрофауны были повсеместными. Например, в 1983 г. было подтверждено, что ткань жабр моллюсков содержит бактериальных эндосимбионтов; [34] в 1984 г. было обнаружено, что жерловые батимодиолидные мидии и везикомиидные моллюски также несут эндосимбионтов. [35] [36]

Однако механизмы, с помощью которых организмы приобретают своих симбионтов, различаются, как и метаболические взаимоотношения. Например, у трубчатых червей нет рта и кишечника, но у них есть «трофосома», в которой они занимаются питанием и находятся их эндосимбионты. У них также есть ярко-красный шлейф, который они используют для поглощения таких соединений, как O, H 2 S и CO 2., которые питают эндосимбионтов в их трофосомах. Примечательно, что гемоглобин трубчатых червей (который, кстати, является причиной ярко-красного цвета шлейфа) способен переносить кислород без помех или ингибирования со стороны сульфидов, несмотря на то, что кислород и сульфид обычно очень реактивны. В 2005 году было обнаружено, что это возможно из-за ионов цинка, которые связывают сероводород в гемоглобине трубчатых червей, тем самым предотвращая реакцию сульфида с кислородом. Это также уменьшает воздействие сульфида на ткань трубчатых червей и обеспечивает бактерии сульфидом для выполнения химиоавтотрофии. [37] Также было обнаружено, что трубчатые черви могут метаболизировать CO 2.двумя разными способами и при изменении условий окружающей среды их можно чередовать. [38]

В 1988 году исследование подтвердило наличие тиотрофных (сульфидоокисляющих) бактерий у большого моллюска Alvinochonca hessleri . [39] Чтобы избежать токсичности сульфида, мидии сначала преобразуют его в тиосульфат, а затем передают симбионтам. [40] В случае подвижных организмов, таких как альвинокаридные креветки, они должны отслеживать кислородную (богатую кислородом) / бескислородную (бедную кислородом) среду, поскольку они колеблются в окружающей среде. [ необходима цитата ]

Организмы, живущие на краю полей гидротермальных жерл, такие как гребешки-пектиниды, также несут эндосимбионтов в своих жабрах, и в результате их бактериальная плотность мала по сравнению с организмами, живущими ближе к жерлу. Однако зависимость гребешка от микробного эндосимбионта для получения питания также уменьшается. [ необходима цитата ]

Более того, не у всех животных-хозяев есть эндосимбионты; у некоторых есть эписимбионты - симбионты, живущие на животном, а не внутри него. Креветки, найденные в жерлах Срединно-Атлантического хребта, когда-то считались исключением из необходимости симбиоза для выживания макробеспозвоночных в жерлах. Ситуация изменилась в 1988 году, когда было обнаружено, что они несут эписимбионтов. [41] С тех пор было обнаружено, что другие организмы в жерлах также несут эписимбионтов [42], например, Lepetodrilis fucensis. [43]

Кроме того, в то время как некоторые симбионты восстанавливают соединения серы, другие известны как «метанотрофы» и восстанавливают соединения углерода, а именно метан. Батмодиолидные мидии являются примером хозяина, который содержит метанотрофных эндосимбионтов; однако последние чаще встречаются в холодных выходах, а не в гидротермальных жерлах. [ необходима цитата ]

Хотя хемосинтез, происходящий в глубинах океана, позволяет организмам жить без солнечного света в прямом смысле этого слова, технически они по-прежнему полагаются на солнце для выживания, поскольку кислород в океане является побочным продуктом фотосинтеза. Однако, если солнце внезапно исчезнет и фотосинтез перестанет происходить на нашей планете, жизнь в глубоководных гидротермальных источниках может продолжаться тысячелетия (до тех пор, пока не истощится кислород). [ необходима цитата ]

Теория гидротермального происхождения жизни [ править ]

Основная статья: Абиогенез § Глубоководные гидротермальные жерла
Смотрите также: Серный цикл

Химическая и термическая динамика в гидротермальных источниках делает такую ​​среду термодинамически очень подходящей для протекания процессов химической эволюции. Следовательно, поток тепловой энергии является постоянным фактором и, как предполагается, внес свой вклад в эволюцию планеты, включая пребиотическую химию. [1]

Гантер Уотершозер предложил теорию мировой железосерной и предположил , что жизнь могла бы возникла в гидротермальных источниках. Вехтерсхойзер предположил, что ранняя форма метаболизма предшествовала генетике. Под метаболизмом он имел в виду цикл химических реакций, высвобождающих энергию в форме, которая может быть использована другими процессами. [44]

Было высказано предположение, что синтез аминокислот мог происходить глубоко в земной коре и что эти аминокислоты впоследствии были выброшены вместе с гидротермальными жидкостями в более прохладные воды, где более низкие температуры и присутствие глинистых минералов способствовали образованию пептидов и протоклетки . [45] Это привлекательная гипотеза из-за большого количества CH 4 ( метан ) и NH 3 ( аммиак), присутствующие в регионах гидротермальных источников, условие, которое не было обеспечено примитивной атмосферой Земли. Основным ограничением этой гипотезы является отсутствие стабильности органических молекул при высоких температурах, но некоторые предполагают, что жизнь возникла за пределами зон самых высоких температур. [46] Существует множество видов экстремофилов и других организмов, которые в настоящее время живут непосредственно вокруг глубоководных жерл, что позволяет предположить, что это действительно возможный сценарий.

Экспериментальные исследования и компьютерное моделирование показывают, что поверхности минеральных частиц внутри гидротермальных источников обладают каталитическими свойствами, аналогичными ферментам, и способны создавать простые органические молекулы, такие как метанол (CH 3 OH) и муравьиная кислота (HCO 2 H), из растворенный CO 2 в воде. [47] [48] [49]

Считается, что щелочные гидротермальные источники (белые курильщики) могут быть более подходящими для зарождающейся жизни, чем черные курильщики из-за их условий pH. [50] [51]

Глубокая горячая биосфера [ править ]

В начале своего 1992 бумага The Deep Hot биосфера , Томас Голд называют океанское жерло в поддержке своей теории , что нижние уровни земли богаты живой биологический материал , который находит свой путь к поверхности. [52] Он далее расширил свои идеи в книге «Глубокая горячая биосфера» . [53]

В статье об абиогенной добыче углеводородов в февральском выпуске журнала Science за 2008 год использовались данные экспериментов на гидротермальном поле Лост-Сити, чтобы сообщить, как абиотический синтез низкомолекулярных углеводородов из мантийного углекислого газа может происходить в присутствии ультраосновных пород, воды. и умеренное количество тепла. [54]

Открытие и исследование [ править ]

См. Также: Вулканогенное месторождение массивных сульфидных руд.
Разрез типичного месторождения вулканогенной массивной сульфидной руды (VMS), как видно в осадочной записи [55]

В 1949 году глубоководная съемка показала аномально горячие рассолы в центральной части Красного моря . Более поздняя работа в 1960-х годах подтвердила наличие горячих, 60 ° C (140 ° F) соленых рассолов и связанных с ними металлосодержащих илов. Горячие растворы исходили из активного подпольного разлома . Сильно солёный характер воды не благоприятствовал живым организмам. [56] Рассолы и связанные с ними буровые растворы в настоящее время исследуются как источник полезных для добычи драгоценных и цветных металлов.

В июне 1976 года ученые из Океанографического института Скриппса получили первые свидетельства наличия подводных гидротермальных жерл вдоль Галапагосского разлома, отрога Восточно-Тихоокеанского поднятия , во время экспедиции Pleiades II , используя систему построения изображений морского дна Deep-Tow. [57] В 1977 г. первые научные статьи о гидротермальных жерлах были опубликованы [58] учеными из Океанографического института Скриппса ; ученый-исследователь Питер Лонсдейл опубликовал фотографии, сделанные с помощью камер глубокой буксировки [59], а аспирант Кэтлин Крейн опубликовала карты и данные о температурных аномалиях. [60]Транспондеры были развернуты на участке, который получил прозвище «Моллюск», чтобы в следующем году экспедиция могла вернуться для прямых наблюдений с помощью DSV Alvin .

Хемосинтетические экосистемы, окружающие подводные гидротермальные жерла Галапагосского разлома, были впервые непосредственно обнаружены в 1977 году, когда группа морских геологов, финансируемая Национальным научным фондом, вернулась на участки Клэмбэйк. Главным исследователем подводных исследований был Джек Корлисс из Университета штата Орегон . Корлисс и Тьерд ван Андел из Стэнфордского университета наблюдали и брали образцы жерл и их экосистемы 17 февраля 1977 года во время погружения на исследовательском подводном аппарате DSV Alvin , управляемом Океанографическим институтом Вудс-Хоул (WHOI). [61] Среди других ученых, участвовавших в исследовательском рейсе, был Ричард (Дик) фон Герцен.и Роберт Баллард из WHOI, Джек Даймонд и Луи Гордон из Университета штата Орегон, Джон Эдмонд и Таня Этуотер из Массачусетского технологического института , Дэйв Уильямс из Геологической службы США и Кэтлин Крейн из Института океанографии Скриппса . [61] [62] Эта группа опубликовала свои наблюдения за жерлами, организмами и составом флюидов в журнале Science. [63] В 1979 году группа биологов во главе с Дж. Фредериком Грасслом, в то время из WHOI, вернулся в то же место для исследования биологических сообществ, обнаруженных двумя годами ранее.

Высокотемпературные гидротермальные источники, «черные курильщики», были обнаружены весной 1979 года командой из Института океанографии Скриппса с помощью подводного аппарата « Элвин» . RISE Экспедиция исследовала Восточно - Тихоокеанское поднятие на 21 ° N с целями тестирования геофизического картирования морского дна с Элвин и найти другое гидротермальное поле за пределами отверстия Галапагосского Рифта. Экспедицию возглавили Фред Списс и Кен Макдональд, в нее вошли участники из США, Мексики и Франции. [16] Район для дайвинга был выбран на основании открытия холмов сульфидных минералов на морском дне французской экспедицией CYAMEX в 1978 году. [64] Перед погружением член экспедиции Роберт Баллард с помощью глубоко буксируемого комплекта инструментов обнаружил аномалии придонной температуры воды. Первое погружение было нацелено на одну из этих аномалий. В пасхальное воскресенье 15 апреля 1979 года во время погружения Элвина на высоту 2600 метров Роджер Ларсон и Брюс Луендык обнаружили гидротермальное жерловое поле с биологическим сообществом, похожим на галапагосские жерла. Во время последующего погружения 21 апреля Уильям Нормарк и Тьерри Жюто обнаружили высокотемпературные отверстия, излучающие струи черных минеральных частиц из дымоходов; черные курильщики. (Веб-сайт ВОЗИ) После этого Макдональд и Джим Эйкен подстроили датчик температуры для Элвина.для измерения температуры воды в отверстиях для дымовых труб. Здесь наблюдались самые высокие температуры, зарегистрированные тогда в глубоководных гидротермальных жерлах (380 ± 30 ° C). [65] Анализ материала черных курильщиков и дымовых труб, по которым они питались, показал, что осадки сульфида железа являются обычными минералами в «дыме» и стенках дымовых труб. [66] 

В 2005 году Нептун Resources NL, минеральное геологоразведочная компания, подал заявку и получил 35000 км 2 прав разведки над Кермадек д'Арк в Новой Зеландии «s исключительной экономической зоне на разведку морского дна колчеданных месторождений , потенциальный новый источник свинца - цинк - медь сульфиды , образованные из современных гидротермальных полей вентиляционных. В апреле 2007 года было объявлено об открытии жерла в Тихом океане у побережья Коста-Рики , названного гидротермальным жерловым полем Медузы (в честь змееволосой Медузы из греческой мифологии ). [67]Гидротермальное поле Ашадзе (13 ° с.ш. на Срединно-Атлантическом хребте, высота -4200 м) было самым глубоким из известных высокотемпературных гидротермальных полей до 2010 года, когда гидротермальный шлейф исходил из участка Бибе [68] ( 18 ° 33 ′ с.ш. 81 ° 43′W , высота -5000 м) была обнаружена группой ученых из Лаборатории реактивного движения НАСА и Океанографического института Вудс-Хоул . Этот участок расположен на сверхмедленном среднем Каймановом поднятии протяженностью 110 км в Каймановом желобе . [69] В начале 2013 года самые глубокие из известных гидротермальных жерл были обнаружены в Карибском море на глубине почти 5 000 метров (16 000 футов). [70]  / 18,550 ° с.ш.81,717 ° з. / 18,550; -81,717

Океанографы изучают вулканы и гидротермальные источники срединно-океанического хребта Хуан-де-Фука, где тектонические плиты удаляются друг от друга. [71]

Гидротермальные источники и другие геотермальные проявления в настоящее время исследуются в Баия-де-Консепсьон, Южная Нижняя Калифорния, Мексика. [72]

Распространение [ править ]

Гидротермальные жерла распределены по границам земных плит, хотя их также можно найти во внутриплитных местах, таких как горячие вулканы. По состоянию на 2009 год насчитывалось около 500 известных действующих полей подводных гидротермальных источников, из которых примерно половина визуально наблюдалась на морском дне, а другая половина предполагалась по индикаторам толщины воды и / или отложениям на морском дне. [73] Программный офис InterRidge содержит глобальную базу данных о местонахождении известных действующих подводных гидротермальных полей .

Распространение гидротермальных источников. Эта карта была создана с использованием базы данных InterRidge ver.3.3.

Rogers et al. (2012) [74] признали по крайней мере 11 биогеографических провинций гидротермальных жерловых систем:

  1. Провинция Срединно-Атлантического хребта ,
  2. Провинция Восточный Скотия-Ридж ,
  3. северная провинция Восточно-Тихоокеанского возвышения ,
  4. центральная провинция Восточно-Тихоокеанского возвышения,
  5. южная провинция Восточно-Тихоокеанского возвышения,
  6. к югу от пасхальной микропланшеты ,
  7. Провинция Индийского океана,
  8. четыре провинции в западной части Тихого океана и многое другое.

Эксплуатация [ править ]

В некоторых случаях гидротермальные источники приводили к образованию полезных ископаемых за счет отложений массивных сульфидных залежей на морском дне . Маунт - Иса залежь находится в штате Квинсленд , Австралия , является прекрасным примером. [75] Многие гидротермальные источники богаты кобальтом , золотом , медью и редкоземельными металлами, необходимыми для электронных компонентов. [76] Считается, что гидротермальные источники на дне архейского моря сформировали полосчатые железные образования альгомского типа, которые были источником железной руды.. [77]

В последнее время компании по разведке полезных ископаемых, движимые повышением цен в секторе цветных металлов в середине 2000-х годов, обратили свое внимание на добычу полезных ископаемых из гидротермальных полей на морском дне. Теоретически возможно значительное снижение затрат. [78]

В таких странах, как Япония, где минеральные ресурсы в основном получены за счет международного импорта [79], существует особый толчок к добыче минеральных ресурсов морского дна. [80] Первая в мире «крупномасштабная» разработка месторождений гидротермальных источников полезных ископаемых была проведена  Японской национальной корпорацией нефти, газа и металлов (JOGMEC) в августе - сентябре 2017 года. Компания JOGMEC провела эту операцию с использованием исследовательского судна Hakurei . Эта добыча проводилась на жерловом поле «скважина / котел Изена» в гидротермально активном задуговом бассейне, известном как Окинавский прогиб, который содержит 15 подтвержденных жерловых полей согласно базе данных InterRidge Vents.

Две компании в настоящее время заняты на поздних этапах начала разработки массивных сульфидов на морском дне (SMS). Nautilus Minerals находится на продвинутой стадии начала добычи на своем месторождении Солварра на архипелаге Бисмарк , а Neptune Minerals находится на более ранней стадии с месторождением Rumble II West, расположенным на дуге Кермадек , недалеко от островов Кермадек . Обе компании предлагают использовать модифицированные существующие технологии. Nautilus Minerals в партнерстве с Placer Dome (ныне часть Barrick Gold ) преуспела в 2006 году, впервые в мире доставив на поверхность более 10 метрических тонн добытого SMS с использованием модифицированных барабанных фрез, установленных на ROV. [81]В 2007 году компании Neptune Minerals удалось получить образцы отложений SMS с использованием модифицированного всасывающего насоса для нефтяной промышленности, установленного на ROV, что также является первым в мире. [82]

Возможная добыча полезных ископаемых на морском дне оказывает воздействие на окружающую среду, в том числе шлейфы пыли от горнодобывающего оборудования, влияющие на фильтрующие организмы [76], обрушение или открытие вентиляционных отверстий, выброс клатрата метана или даже субокеанские оползни. [83] Обе вышеупомянутые компании в настоящее время проводят большой объем работы, чтобы гарантировать, что потенциальное воздействие на окружающую среду добычи полезных ископаемых на морском дне будет хорошо изучено и будут приняты меры контроля до начала эксплуатации. [84] Однако этому процессу, возможно, препятствует непропорциональное распределение исследовательских усилий между жерловыми экосистемами: наиболее изученные и понятые гидротермальные жерловые экосистемы не являются репрезентативными для тех, которые предназначены для добычи полезных ископаемых. [85]

В прошлом предпринимались попытки добычи полезных ископаемых с морского дна. В 1960-х и 1970-х годах с разной степенью успеха проводилась большая деятельность (и затраты) по извлечению марганцевых конкреций с абиссальных равнин . Однако это демонстрирует, что извлечение полезных ископаемых с морского дна возможно и было возможно в течение некоторого времени. Добыча марганцевых конкреций послужила прикрытием для тщательно продуманной попытки ЦРУ в 1974 году поднять затонувшую советскую подводную лодку K-129 с помощью Glomar Explorer , корабля, специально построенного для этой задачи Говардом Хьюзом . [86] Операция была известна как Проект Азориан., а легенда о добыче марганцевых конкреций на морском дне могла послужить толчком к тому, чтобы другие компании предприняли такую ​​попытку.

Сохранение [ править ]

Сохранение гидротермальных источников было предметом иногда жарких дискуссий в океанографическом сообществе в течение последних 20 лет. [87] Было указано, что, возможно, наибольший ущерб этим довольно редким местам обитания наносят ученые. [88] [89] Были попытки заключить соглашение о поведении ученых, исследующих места жерла, но, несмотря на наличие согласованного кодекса практики, еще нет официального международного и юридически обязательного соглашения. [90]

См. Также [ править ]

  • Бассейн  с рассолом - большая площадь рассола в бассейне океана
  • Гидротермальные  жерла Endeavour - группа гидротермальных жерл на северо-востоке Тихого океана к юго-западу от острова Ванкувер, Британская Колумбия, Канада.
  • Мэджик Маунтин (Британская Колумбия)  - гидротермальное жерл на хребте Южный Эксплорер, к западу от острова Ванкувер, Британская Колумбия
  • 9 ° северной широты  - район гидротермальных источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии в Тихом океане.
  • Абиогенез  - естественный процесс возникновения жизни из неживой материи.
  • Подводная гора Пито  - подводная гора в Тихом океане к северо-северо-западу от острова Пасхи.
  • Подводный вулкан  - подводные жерла или трещины на поверхности Земли, из которых может извергаться магма.
  • Месторождение вулканогенных массивных сульфидных руд , также известное как месторождение ВМС
  • Экстремофилы  - организмы, способные жить в экстремальных условиях.

Ссылки [ править ]

  1. ^ a b c d e f g h Колин-Гарсия, Мария (2016). «Гидротермальные источники и пребиотическая химия: обзор». Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana . 68 (3): 599–620. DOI : 10.18268 / BSGM2016v68n3a13 .
  2. Рианна Чанг, Кеннет (13 апреля 2017 г.). «Условия для жизни, обнаруженные на Сатурне, Луне Энцеладе» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 14 апреля 2017 года .
  3. ^ "Данные космического корабля предполагают, что океан Луны Сатурна может иметь гидротермальную активность" . НАСА . 11 марта 2015 . Проверено 12 марта 2015 года .
  4. ↑ Пейн, М. (15 мая 2001 г.). «Исследователи Марса извлекут выгоду из австралийских исследований» . Space.com . Архивировано из оригинального 21 февраля 2006 года.
  5. ^ Гарсия, Елена Гихарро; Рагнарссон, Стефан Аки; Штейнгримссон, Зигмар Арнар; Нэвестад, Даг; Харальдссон, Хаукур; Фосса, Ян Хельге; Тендал, Оле Секер; Эйрикссон, Храфнкелл (2007). Донное траление и дноуглубление морского гребешка в Арктике: воздействие рыболовства на нецелевые виды, уязвимые места обитания и культурное наследие . Совет министров северных стран. п. 278. ISBN 978-92-893-1332-2.
  6. ^ a b Хаазе, км; и другие. (2007). «Молодой вулканизм и связанная с ним гидротермальная активность на 5 ° ю.ш. на медленно распространяющейся южной части Срединно-Атлантического хребта». Геохимия Геофизика Геосистемы . 8 (11): Q11002. Bibcode : 2007GGG ..... 811002H . DOI : 10.1029 / 2006GC001509 .
  7. ^ a b Хаазе, км; и другие. (2009). «Состав флюидов и минералогия осадков из гидротермальных жерл Срединно-Атлантического хребта на 4 ° 48 'ю.ш.». Пангея . DOI : 10,1594 / PANGAEA.727454 .
  8. ^ Бишофф, Джеймс Л; Розенбауэр, Роберт Дж (1988). «Отношения жидкость-пар в критической области системы NaCl-H2O от 380 до 415 ° C: уточненное определение критической точки и двухфазной границы морской воды» . Geochimica et Cosmochimica Acta (Представленная рукопись). 52 (8): 2121–2126. Bibcode : 1988GeCoA..52.2121B . DOI : 10.1016 / 0016-7037 (88) 90192-5 .
  9. ↑ Фон Дамм, KL (1990). "Гидротермальная активность на морском дне: химия черного коптильни и дымоходы" . Ежегодный обзор наук о Земле и планетах (Представленная рукопись). 18 (1): 173–204. Bibcode : 1990AREPS..18..173V . DOI : 10.1146 / annurev.ea.18.050190.001133 .
  10. ^ Уэббер, AP; Murton, B .; Робертс, С .; Ходжкинсон, М. «Сверхкритический выброс и образование ВМС на гидротермальном поле Биби, Центр распространения Каймановых островов» . Тезисы конференции Гольдшмидта 2014 . Геохимическое общество. Архивировано из оригинального 29 июля 2014 года . Проверено 29 июля 2014 года .
  11. ^ Tivey, МК (1 декабря 1998). «Как построить дымовую трубу для черного курильщика: образование залежей полезных ископаемых на хребтах Срединного океана» . Океанографическое учреждение Вудс-Хоул . Проверено 7 июля 2006 .
  12. ^ Petkewich, Rachel (сентябрь 2008). «Слежение за океаническим железом». Новости химии и машиностроения . 86 (35): 62–63. DOI : 10.1021 / СЕН-v086n035.p062 .
  13. Перейти ↑ Perkins, S. (2001). «Новый тип гидротермального источника становится большим». Новости науки . 160 (2): 21. DOI : 10,2307 / 4012715 . JSTOR 4012715 . 
  14. ^ Келли, Дебора С. «Черные курильщики: инкубаторы на морском дне» (PDF) . п. 2.
  15. ^ Douville, E; Charlou, JL; Элкерс, EH; Bienvenu, P; Джов Колон, CF; Donval, JP; Фуке, Y; Prieur, D; Appriou, P (март 2002 г.). «Радужные жерла (36 ° 14′N, MAR): влияние ультраосновных пород и разделение фаз на содержание следов металлов в гидротермальных флюидах Срединно-Атлантического хребта». Химическая геология . 184 (1–2): 37–48. Bibcode : 2002ChGeo.184 ... 37D . DOI : 10.1016 / S0009-2541 (01) 00351-5 .
  16. ^ a b Spiess, FN; Macdonald, KC; Этуотер, Т .; Ballard, R .; Carranza, A .; Cordoba, D .; Cox, C .; Гарсия, ВМД; Francheteau, J .; Герреро, Дж .; Hawkins, J .; Haymon, R .; Hessler, R .; Juteau, T .; Кастнер, М .; Larson, R .; Луендык, Б .; Macdougall, JD; Miller, S .; Normark, W .; Orcutt, J .; Рангин, К. (28 марта 1980 г.). «Восточно-Тихоокеанский подъем: горячие источники и геофизические эксперименты». Наука . 207 (4438): 1421–1433. Bibcode : 1980Sci ... 207.1421S . DOI : 10.1126 / science.207.4438.1421 . PMID 17779602 . S2CID 28363398 .  
  17. ^ «Кипящая вода, найденная в холодном арктическом море» . LiveScience . 24 июля 2008 . Проверено 25 июля 2008 .
  18. ^ «Ученые побили рекорд, обнаружив самое северное гидротермальное жерловое поле» . Science Daily . 24 июля 2008 . Проверено 25 июля 2008 .
  19. Перейти ↑ Cross, A. (12 апреля 2010 г.). «В Карибском бассейне открыты самые глубокие подводные жерла» . BBC News . Проверено 13 апреля 2010 .
  20. ^ Рамирес-Ллодра, E; Кейт, Д.А. (2020). «M3.7 Хемосинтетические экосистемы (CBE)» . Кейт, Д.А.; Феррер-Пэрис, младший; Николсон, Э .; Кингсфорд, RT (ред.). Типология глобальных экосистем 2.0 МСОП: описательные профили биомов и функциональных групп экосистем . Гланд, Швейцария: МСОП. DOI : 10.2305 / IUCN.CH.2020.13.en . ISBN 978-2-8317-2077-7.
  21. ^ "Крайности города угрей" . Журнал астробиологии . 28 мая 2008 . Проверено 30 августа 2007 .
  22. ^ Сысоев, А.В.; Кантор, Ю. I. (1995). «Два новых вида Phymorhynchus (Gastropoda, Conoidea, Conidae) из гидротермальных источников» (PDF) . Ruthenica . 5 : 17–26.
  23. ^ Ботос, С. "Жизнь на гидротермальном источнике" . Сообщества гидротермальных жерл .
  24. ^ Ван Довер, CL "Горячие темы: биогеография глубоководных гидротермальных жерл фаун" . Океанографическое учреждение Вудс-Хоул.
  25. ^ Битти, JT; и другие. (2005). «Обязательно фотосинтезирующий бактериальный анаэроб из глубоководного гидротермального источника» . Труды Национальной академии наук . 102 (26): 9306–10. Bibcode : 2005PNAS..102.9306B . DOI : 10.1073 / pnas.0503674102 . PMC 1166624 . PMID 15967984 .  
  26. ^ Додд, Мэтью С .; Папино, Доминик; Гренн, Тор; Slack, Джон Ф .; Риттнер, Мартин; Пирайно, Франко; О'Нил, Джонатан; Литтл, Криспин Т.С. (2 марта 2017 г.). «Доказательства ранней жизни в осадках старейших гидротермальных источников Земли» (PDF) . Природа . 543 (7643): 60–64. Bibcode : 2017Natur.543 ... 60D . DOI : 10,1038 / природа21377 . PMID 28252057 . S2CID 2420384 .   
  27. Рианна Циммер, Карл (1 марта 2017 г.). «Ученые говорят, что окаменелости канадских бактерий могут быть самыми древними на Земле» . Нью-Йорк Таймс . Проверено 2 марта 2017 года .
  28. ^ Гош, Pallab (1 марта 2017). «Самое раннее свидетельство жизни на Земле„нашли “ » . BBC News . Проверено 2 марта 2017 года .
  29. ↑ Van Dover 2000 [ требуется полная ссылка ]
  30. ^ Лонсдейл, Питер (1977). «Кластеризация макробентоса взвешенного питания вблизи абиссальных гидротермальных жерл в океанских центрах спрединга». Глубоководные исследования . 24 (9): 857–863. Bibcode : 1977DSR .... 24..857L . DOI : 10.1016 / 0146-6291 (77) 90478-7 .
  31. ↑ Cavanaug eta al 1981 [ требуется полная ссылка ]
  32. ^ Felback 1981 [ полная править ]
  33. ↑ Rau 1981 [ требуется полная ссылка ]
  34. ↑ Кавано, 1983 [ требуется полная ссылка ]
  35. ^ Фиала-Médioni, A. (1984). «Ультраструктурное свидетельство обилия внутриклеточных симбиотических бактерий в жабрах двустворчатых моллюсков глубоких гидротермальных жерл». Comptes rendus de l'Académie des Sciences . 298 (17): 487–492.
  36. ^ Le Pennec, M .; Хилы, А. (1984). «Анатомия, структура и ультраструктура жабр Mytilidae гидротермальных участков восточной части Тихого океана» [Анатомия, структура и ультраструктура жабр Mytilidae гидротермальных участков восточной части Тихого океана]. Oceanologica Acta (на французском языке). 7 (4): 517–523.
  37. ^ Флорес, JF; Фишер, CR; Карни, SL; Грин, Б.Н.; Freytag, JK; Schaeffer, SW; Ройер, WE (2005). «Связывание сульфидов опосредуется ионами цинка, обнаруженными в кристаллической структуре гемоглобина трубчатого червя из гидротермальных источников» . Труды Национальной академии наук . 102 (8): 2713–2718. Bibcode : 2005PNAS..102.2713F . DOI : 10.1073 / pnas.0407455102 . PMC 549462 . PMID 15710902 .  
  38. ^ Тиль, Вера; Хюглер, Майкл; Блюмель, Мартина; Baumann, Heike I .; Гертнер, Андреа; Шмальоханн, Рольф; Штраус, Харальд; Гарбе-Шенберг, Дитер; Петерсен, Свен; Cowart, Dominique A .; Фишер, Чарльз Р .; Имхофф, Йоханнес Ф. (2012). «Широкое распространение двух путей фиксации углерода в эндосимбионтах трубчатых червей: уроки, полученные от трубчатых червей, связанных с гидротермальными источниками, из Средиземного моря» . Границы микробиологии . 3 : 423. DOI : 10,3389 / fmicb.2012.00423 . PMC 3522073 . PMID 23248622 .  
  39. ^ Stein et al 1988 [ требуется полная ссылка ]
  40. ^ Биология глубокого моря, Питер Херринг [ требуется полная ссылка ]
  41. ↑ Van Dover et al 1988 [ требуется полная ссылка ]
  42. ^ Desbruyeresдр 1985 [ полная править ]
  43. ^ де Бург, Мэн; Сингла, CL (декабрь 1984 г.). «Бактериальная колонизация и эндоцитоз на жабрах нового вида блюдец из гидротермального источника». Морская биология . 84 (1): 1–6. DOI : 10.1007 / BF00394520 . S2CID 85072202 . 
  44. ^ Wachtershauser, G. (1 января 1990). «Эволюция первых метаболических циклов» . Труды Национальной академии наук . 87 (1): 200–204. Bibcode : 1990PNAS ... 87..200W . DOI : 10.1073 / pnas.87.1.200 . PMC 53229 . PMID 2296579 .  
  45. ^ Tunnicliffe, В. (1991). «Биология гидротермальных источников: экология и эволюция». Океанография и морская биология: ежегодный обзор . 29 : 319–408.
  46. ^ Чандру, Кухан; Имаи, Эйичи; Канеко, Такео; Обаяси, Юмико; Кобаяши, Кенсей (2013). «Выживаемость и абиотические реакции выбранных аминокислот в различных симуляторах гидротермальных систем». Истоки жизни и биосферы . 43 (2): 99–108. Bibcode : 2013OLEB ... 43 ... 99C . DOI : 10.1007 / s11084-013-9330-9 . PMID 23625039 . S2CID 15200910 .  
  47. ^ Химия горячих жерл морского дна может объяснить появление жизни . Журнал Astrobiology 27 апреля 2015 г.
  48. ^ Roldan, A .; Hollingsworth, N .; Roffey, A .; Islam, H.-U .; Гудолл, JBM; Кэтлоу, CRA; Darr, JA; Бюстгальтеры, W .; Sankar, G .; Холт, КБ; Hogartha, G .; де Леу, штат Нью-Хэмпшир (24 марта 2015 г.). «Биологически вдохновленная конверсия CO 2 с помощью катализаторов из сульфида железа в устойчивых условиях» (PDF) . Химические коммуникации . 51 (35): 7501–7504. DOI : 10.1039 / C5CC02078F . PMID 25835242 .  
  49. ^ Обри, AD; Cleaves, HJ; Бада, JL (2008). «Роль подводных гидротермальных систем в синтезе аминокислот». Истоки жизни и биосферы . 39 (2): 91–108. Bibcode : 2009OLEB ... 39 ... 91 . DOI : 10.1007 / s11084-008-9153-2 . PMID 19034685 . S2CID 207224268 .  
  50. ↑ Джозеф Ф. Сазерленд: о происхождении бактерий и архей , auf BC vom 16. Август 2014 г.
  51. ^ Ник Лейн: Жизненно важный вопрос - Энергия, эволюция и происхождение сложной жизни , Ww Norton, 2015-07-20, ISBN 978-0-393-08881-6 , PDF Архивировано 10 сентября 2017 г. на Wayback Machine 
  52. ↑ Gold, T. (1992). «Глубокая горячая биосфера» . Труды Национальной академии наук . 89 (13): 6045–9. Bibcode : 1992PNAS ... 89.6045G . DOI : 10.1073 / pnas.89.13.6045 . PMC 49434 . PMID 1631089 .  
  53. ↑ Gold, T. (1999). Глубокая горячая биосфера . Springer Science + Business Media. ISBN 978-0-387-95253-6. PMID  1631089 .
  54. ^ Проскуровский, G .; Лилли, доктор медицины; Seewald, JS; Fru h-Green, GL; Олсон, EJ; Lupton, JE; Сылва, ИП; Келли, Д.С. (1 февраля 2008 г.). «Абиогенная добыча углеводородов на гидротермальном месторождении Лост-Сити». Наука . 319 (5863): 604–607. DOI : 10.1126 / science.1151194 . PMID 18239121 . S2CID 22824382 .  
  55. ^ Hannington, MD (2014). «Вулканогенные массивные сульфидные месторождения». Трактат по геохимии . С. 463–488. DOI : 10.1016 / B978-0-08-095975-7.01120-7 . ISBN 978-0-08-098300-4.
  56. ^ Degens, ET (1969). Горячие рассолы и недавние месторождения тяжелых металлов в Красном море . Springer-Verlag.[ требуется страница ]
  57. Перейти ↑ Kathleen., Crane (2003). Морские ноги: сказки женщины-океанолога . Боулдер, Колорадо: Westview Press. ISBN 9780813342856. OCLC  51553643 .[ требуется страница ]
  58. ^ "Что такое гидротермальный источник?" . Национальная океаническая служба . Национальное управление океанических и атмосферных исследований . Проверено 10 апреля 2018 года .
  59. Перейти ↑ Lonsdale, P. (1977). «Кластеризация макробентоса взвешенного питания вблизи абиссальных гидротермальных жерл в океанских центрах спрединга». Глубоководные исследования . 24 (9): 857–863. Bibcode : 1977DSR .... 24..857L . DOI : 10.1016 / 0146-6291 (77) 90478-7 .
  60. ^ Крейн, Кэтлин; Нормарк, Уильям Р. (10 ноября 1977 г.). «Гидротермальная активность и структура гребня Восточно-Тихоокеанского поднятия на 21 ° с.ш.». Журнал геофизических исследований . 82 (33): 5336–5348. Bibcode : 1977JGR .... 82.5336C . DOI : 10,1029 / jb082i033p05336 .
  61. ^ а б «Нырни и открой: экспедиции на морское дно» . www.divediscover.whoi.edu . Проверено 4 января 2016 .
  62. ^ Дэвис, Ребекка; Джойс, Кристофер (5 декабря 2011 г.). «Глубоководная находка, изменившая биологию» . NPR.org . Проверено 9 апреля 2018 .
  63. ^ Корлисс, Джон Б.; Даймонд, Джек; Гордон, Людовик I; Эдмонд, Джон М .; фон Герцен, Ричард П .; Баллард, Роберт Д.; Грин, Кеннет; Уильямс, Дэвид; Бейнбридж, Арнольд; Крейн, Кэти; ван Андел, Тьерд Х. (16 марта 1979 г.). «Подводные термальные источники на Галапагосском рифте». Наука . 203 (4385): 1073–1083. Bibcode : 1979Sci ... 203.1073C . DOI : 10.1126 / science.203.4385.1073 . PMID 17776033 . S2CID 39869961 .  
  64. Перейти ↑ Francheteau, J (1979). «На Восточно-Тихоокеанском поднятии обнаружены массивные месторождения глубоководных сульфидных руд» (PDF) . Природа . 277 (5697): 523. Bibcode : 1979Natur.277..523F . DOI : 10.1038 / 277523a0 . S2CID 4356666 .  
  65. ^ Макдональд, KC; Беккер, Кейр; Spiess, FN; Баллард, RD (1980). «Гидротермальный тепловой поток истоков« черного курильщика »Восточно-Тихоокеанского поднятия». Письма о Земле и планетах . 48 (1): 1–7. Bibcode : 1980E & PSL..48 .... 1M . DOI : 10.1016 / 0012-821X (80) 90163-6 .
  66. ^ Haymon, Рэйчел М .; Кастнер, Мириам (1981). «Отложения горячих источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии на 21 ° с.ш.: предварительное описание минералогии и генезиса». Письма о Земле и планетах . 53 (3): 363–381. Bibcode : 1981E & PSL..53..363H . DOI : 10.1016 / 0012-821X (81) 90041-8 .
  67. ^ "Новое подводное отверстие предполагает мифологию о змееголовом" (пресс-релиз). EurekAlert! . 18 апреля 2007 . Проверено 18 апреля 2007 .
  68. ^ "Биби" . База данных Interridge Vents.
  69. ^ Немецкий, CR; и другие. (2010). «Разнообразные стили подводной вентиляции на сверхмедленном подъеме Среднего Каймана» (PDF) . Труды Национальной академии наук . 107 (32): 14020–5. Bibcode : 2010PNAS..10714020G . DOI : 10.1073 / pnas.1009205107 . PMC 2922602 . PMID 20660317 . Проверено 31 декабря 2010 . Краткое содержание - SciGuru (11 октября 2010 г.).   
  70. ^ Shukman, Дэвид (21 февраля 2013). «Самые глубокие подводные жерла, обнаруженные британской командой» . BBC News . Проверено 21 февраля 2013 года .
  71. ^ Броуд, Уильям Дж. (12 января 2016 г.). "Вулкан 40 000 миль" . Нью-Йорк Таймс . ISSN 0362-4331 . Проверено 17 января 2016 . 
  72. ↑ Леаль-Акоста, Мария Луиза; Прол-Ледесма, Роза Мария (2016). "Caracterización geoquímica de las manifestaciones termales intermareales de Bahía Concepción en la Península de Baja California" [Геохимическая характеристика приливных термальных проявлений залива Консепсьон на полуострове Нижняя Калифорния]. Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana (на испанском языке). 68 (3): 395–407. DOI : 10.18268 / bsgm2016v68n3a2 . JSTOR 24921551 . 
  73. ^ Beaulieu, Stace E .; Бейкер, Эдвард Т .; Герман, Кристофер Р .; Маффеи, Эндрю (ноябрь 2013 г.). «Авторитетная глобальная база данных для действующих подводных гидротермальных полей». Геохимия, геофизика, геосистемы . 14 (11): 4892–4905. Bibcode : 2013GGG .... 14.4892B . DOI : 10.1002 / 2013GC004998 .
  74. ^ Роджерс, Алекс Д .; Тайлер, Пол А .; Коннелли, Дуглас П .; Копли, Джон Т .; Джеймс, Рэйчел; Лартер, Роберт Д.; Линсе, Катрин; Миллс, Рэйчел А .; Гарабато, Альфредо Навейра; Панкост, Ричард Д .; Пирс, Дэвид А .; Полунин, Николай В.К .; Герман, Кристофер Р .; Шанк, Тимоти; Boersch-Supan, Philipp H .; Алкер, Белинда Дж .; Акилина, Альфред; Беннет, Сара А .; Кларк, Эндрю; Динли, Роберт JJ; Грэм, Аластер GC; Грин, Дэррил Р.Х .; Хоукс, Джеффри А .; Хепберн, Лаура; Иларио, Ана; Huvenne, Veerle AI; Марш, Ли; Рамирес-Льодра, Ева; Рид, Уильям Д.К.; Ротерман, Кристофер Н .; Свитинг, Кристофер Дж .; Татже, Свен; Цвирглмайер, Катрин; Эйзен, Джонатан А. (3 января 2012 г.). «Открытие новых сообществ глубоководных гидротермальных жерл в Южном океане и их значение для биогеографии». PLOS Биология . 10 (1): e1001234. DOI : 10.1371 / journal.pbio.1001234 . PMC  3250512 . PMID  22235194 .
  75. ↑ Perkins, WG (1 июля 1984 г.). «Кремнеземистые доломиты и медные рудные тела Маунт-Иса; результат системы синтектонических гидротермальных изменений». Экономическая геология . 79 (4): 601–637. DOI : 10.2113 / gsecongeo.79.4.601 .
  76. ^ a b Мы собираемся начать разработку гидротермальных источников на дне океана . Наутилус ; Брэндон Кейм. 12 сентября 2015.
  77. ^ Ginley, S .; Diekrup, D .; Ханнингтон, М. (2014). «Классификация минералогии и геохимии полосчатого железного образования типа Алгома, Темагами, ОН» (PDF) . Проверено 14 ноября 2017 .
  78. ^ "Рассвет глубоководной добычи океана" . Все, что мне нужно . 2006 г.
  79. ^ Правительство Канады, Global Affairs Canada (2017-01-23). «Обзор рынка горнодобывающего сектора за 2016 год - Япония» . www.tradecommissioner.gc.ca . Проверено 11 марта 2019 .
  80. ^ «Освобождение ресурсов Японии» . The Japan Times . 25 июня 2012 г.
  81. ^ "Наутилус очерчивает зону сульфидов морского дна с высоким содержанием золота и меди" (пресс-релиз). Наутилус Минералс. 25 мая 2006 Архивировано из оригинала 29 января 2009 года.
  82. ^ "Минералы Нептуна" . Проверено 2 августа 2012 года .
  83. ^ Birney, K .; и другие. «Возможная глубоководная добыча массивных сульфидов на морском дне: тематическое исследование в Папуа-Новой Гвинее» (PDF) . Калифорнийский университет, Санта-Барбара, B.
  84. ^ "Сокровища из глубины" . Мир химии . Январь 2007 г.
  85. ^ Амон, Дива; Талер, Эндрю Д. (2019-08-06). «262 путешествия по дну моря: глобальная оценка макро- и мегафауны биоразнообразия и усилия по исследованию глубоководных гидротермальных жерл» . PeerJ . 7 : e7397. DOI : 10,7717 / peerj.7397 . ISSN 2167-8359 . PMC 6688594 . PMID 31404427 .   
  86. ^ Секрет на дне океана . Дэвид Шукман, BBC News . 19 февраля 2018.
  87. ^ Деви, CW; Фишер, CR; Скотт, С. (2007). «Ответственная наука в гидротермальных источниках» (PDF) . Океанография . 20 (1): 162–72. DOI : 10.5670 / oceanog.2007.90 . Архивировано из оригинального (PDF) 23 июля 2011 года.
  88. ^ Джонсон, М. (2005). «Океаны тоже нуждаются в защите от ученых». Природа . 433 (7022): 105. Bibcode : 2005Natur.433..105J . DOI : 10.1038 / 433105a . PMID 15650716 . S2CID 52819654 .  
  89. ^ Джонсон, М. (2005). «Источники Deepsea должны быть объектами всемирного наследия» . Новости MPA . 6 : 10.
  90. ^ Тайлер, П .; Немецкий, C .; Танниклифф, В. (2005). «Биологи не представляют угрозы для глубоководных жерл». Природа . 434 (7029): 18. Bibcode : 2005Natur.434 ... 18T . DOI : 10.1038 / 434018b . PMID 15744272 . S2CID 205033213 .  

Дальнейшее чтение [ править ]

  • Хеймон, РМ (2014). «Гидротермальные источники на Срединно-океанических хребтах». Справочный модуль по системам Земли и наукам об окружающей среде . DOI : 10.1016 / b978-0-12-409548-9.09050-3 . ISBN 978-0-12-409548-9.
  • Ван Довер, Калифорния; Хамфрис, ЮВ; Форнари, Д; Кавано, CM; Collier, R; Гоффреди, СК; Хашимото, Дж; Лилли, доктор медицины; Рейзенбах, AL; Хвостовик, ТМ; Фон Дамм, KL; Banta, A; Галлант, РМ; Gotz, D; Зеленый, D; Холл, Дж; Хармер, Т.Л .; Уртадо, Луизиана; Джонсон, П.; Маккиннес, З.П .; Мередит, C; Олсон, Э; Пан, Иллинойс; Репа, М; Выиграл, Y; Молодой CR, 3-й; Vrijenhoek, RC (13 сентября 2001 г.). «Биогеография и экологическая обстановка гидротермальных источников Индийского океана». Наука . 294 (5543): 818–823. Bibcode : 2001Sci ... 294..818V . DOI : 10.1126 / science.1064574 . PMID  11557843 . S2CID  543841 .
  • Ван Довер; Синди Ли (2000). Экология глубоководных гидротермальных источников . Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0-691-04929-8.
  • Битти, Джей Ти; Overmann, J .; Линс, MT; Манске, АК; Lang, AS; Бланкеншип, RE; Ван Довер, Калифорния; Мартинсон, TA; Пламли, Ф.Г. (20 июня 2005 г.). «Обязательно фотосинтезирующий бактериальный анаэроб из глубоководного гидротермального источника» . Труды Национальной академии наук . 102 (26): 9306–9310. Bibcode : 2005PNAS..102.9306B . DOI : 10.1073 / pnas.0503674102 . PMC  1166624 . PMID  15967984 .
  • Глин Форд и Джонатан Симнетт, Серебро из моря , сентябрь / октябрь 1982 г., том 33, номер 5, Saudi Aramco World, доступ 17 октября 2005 г.
  • Баллард, Роберт Д., 2000, Вечная тьма , Princeton University Press.
  • http://www.botos.com/marine/vents01.html#body_4
  • Csotonyi, JT; Stackebrandt, E .; Юрков, В. (4 июля 2006 г.). «Анаэробное дыхание теллурата и других металлоидов в бактериях из гидротермальных жерловых полей в восточной части Тихого океана» . Прикладная и экологическая микробиология . 72 (7): 4950–4956. DOI : 10,1128 / AEM.00223-06 . PMC  1489322 . PMID  16820492 .
  • Кощинский, Андреа; Гарбе-Шенберг, Дитер; Сандер, Сильвия; Шмидт, Катя; Геннерих, Ганс-Германн; Штраус, Харальд (2008). «Гидротермальная вентиляция в условиях давления и температуры выше критической точки морской воды, 5 ° ю.ш. на Срединно-Атлантическом хребте». Геология . 36 (8): 615. Bibcode : 2008Geo .... 36..615K . DOI : 10.1130 / G24726A.1 .
  • Екатерина Брахич (4 августа 2008 г.). «Найдено: самая горячая вода на Земле» . Новый ученый . Проверено 18 июня 2010 года .
  • Джош Хилл (5 августа 2008 г.). « „ Экстремальная вода“Найденный в Атлантическом океане Бездны» . The Daily Galaxy . Проверено 18 июня 2010 года .

Внешние ссылки [ править ]

  • Ocean Explorer (www.oceanexplorer.noaa.gov) - общественный информационный сайт для исследований, спонсируемый Управлением по исследованию океана.
  • Что такое гидротермальные источники и почему они важны? От океанографического института Вудс-Хоул
  • Гидротермальные источники - интерактивный модуль от Dive and Discover
  • Видео о гидротермальных источниках - океанский портал Смитсоновского института
  • Вентиляционная геохимия
  • Хороший обзор биологии гидротермальных источников, опубликованный в 2006 г. (PDF)
  • Изображения гидротермальных источников в Индийском океане - выпущены Национальным научным фондом.
  • Как построить гидротермальный дымоход
  • NOAA, канал Ocean Explorer на YouTube