Черные курильщики

Температура, измеренная в черных курильщиках, составляет от 200 до 400 С (средняя температура около 350 С). Высокие температуры. встречающиеся в гидротермальных ячейках циркуляции срединных океанических хребтов, существенно увеличивают скорость и степень реакций, протекающих между морской водой и океанической корой. Эти реакции влияют на глобальные запасы марганца, кремния, калия и кальция и, возможно, воздействуют на круговорот натрия и сульфатов. [c.185]

Обогащенные железом и марганцем выпадения, осаждаемые из черных курильщиков, вызывают интенсивное удаление некоторых металлов из морской воды, делая стоком для этих элементов среды, расположенные вдоль срединных океанических хребтов. [c.204]

Высокотемпературные места обитания — гейзеры, вулканические источники, горячие источники, черные курильщики — выход вулканических горячих газов на разломах земной коры в глубинах океанов, где температура при высоком давлении может достигать +360 °С. [c.91]

Физиологические группы микроорганизмов сообщества черных курильщиков [c.96]

В заключение следует отметить, что в природе микроорганизмы испытывают на себе влияние не одного, а множества факторов (например, в черных курильщиках — температуры, давления, высокого содержания сульфида), т.е. необходимо учитывать и взаимодействие факторов друг с другом. [c.101]

Метаногенные археи занимают важное место в природных экосистемах. Метаногенез активно идет на рисовых полях, причем 90 % образующегося метана попадает в атмосферу через сосудистую систему растений риса. Источники метана — это рубец жвачных, кишечник лошадей и других млекопитающих (примерно 70 % людей имеют метаногены в кишечной микробиоте). Метан попадает в атмосферу при разработке угольных шахт, через разломы на дне океанов ( черные курильщики ) и при вулканической деятельности. Из всего выделяемого в год метана ((670— 1 600) 10 г) [c.148]

Пробы осадков обычно отбирают с поверхности с помощью скребков или ковшей, однако такие способы не позволяют уберечь данные пробы от загрязнения посторонней микробиотой. С соблюдением асептики можно отбирать пробы-керны, которые затем в лаборатории в стерильных условиях делят в вертикальном направлении, что позволяет прослеживать динамику осадков по горизонтали. Наиболее точно отбирают пробы морских осадков с использованием миниатюрных двух-трехместных подводных лодок, которые погружаются на глубину до 3 км, где с помощью манипуляторов и специальных сверл отбирают пробы осадков в точно локализованном участке (особенно это важно в местах подводных термальных источников или черных курильщиков ). Использование мини-подлодок позволяет также отбирать пробы, обрабатывать их нужным образом на месте отбора (например, вводить радиоизотопы) и оставлять на месте для инкубации с последующим подъемом на поверхность для анализов. [c.252]

В океанических и морских средах цикл метана более замкнут. В водную толщу может поступать до 98% метана, образующегося в восстановленной среде донных осадков. Часть метана образуется в водной толще, поступает из метановых газогидратов, донных осадков, выделяется в виде морских метановых сипов, из черных курильщиков в рифтовых зонах океана. [c.58]

При измерении тепловых потоков следует иметь в виду существенную нестационарность гидротермальных систем, питаемых мелкими приповерхностными очагами магмы. Оценки показывают, что времена жизни черных курильщиков составляют от десяти до сотни лет максимум. Расчеты охлаждения интрузий за счет пористой конвекции свидетельствуют, что, например, при охлаждении интрузии шириной 2,3 км и высотой 3,3 км, внедренной на глубину 1,75 км, тепловой поток в развивающейся системе конвекции над осью интрузии достигает 17 ООО ЕТП через 5 ООО лет, но спадает до д = 200 ЕТП уже через 10 ООО лет [198]. [c.72]

Рис. 5.4. Разрез верхней части черного курильщика , по [233]

Элвин и позже, с помощью ПОА Мир были детально исследованы черные курильщики [467 8]. [c.193]

Активные черные курильщики находятся на 26°08 с.ш,, 44°49 з.д. на глубине 3620-3675 м. Здесь рифтовая долина имеет извилистые очертания и расчлененный рельеф выделяются два вулканических поднятия, образующих поперечный порог внутреннего рифта. Восточное из этих поднятий увенчано гидротермальным холмом с черными курильщиками (см, рис, б.З). Рассмотрим подробнее строение и эволюцию активного гидротермального холма поля ТАГ, следуя П.Рона с соавторами (табл. 6.2) [467]. Активный гидротермальный холм представляет собой структуру высотой 35 м, ограниченную крутыми склонами, имеющую диаметр по основанию около 200 м и расположенную между глубинами 3635-3670 м (рис. 6.4, в). Если эта структура сложена преимущественно массивными сульфидами (ср. плотность 3,0 г/см ), то её вес составит 5-10 тонн. Гидротермальная минерализация и характер излияний свидетельствуют [c.194]

Диффузный поток через трещиноватую зону, расположенную непосредственно над подводящим каналом, приводит к осаждению сульфидов из высоко-температурных флюидов черных курильщиков, формирующих гидротермальные трубы [c.196]

Продолжение излияний флюидов черных курильщиков. Начальная фаза формирования гидротермального холма и отложения массивных сульфидов [c.196]

В случае выхода сероводородных гидротерм на дне океанов, в рифтовых зонах, образуются так называемые черные курильщики — конусы высотой в десятки и диаметром в сотни метров, состоящие из сульфидов, аналогичных по составу полиметаллическим рудам. Их более древними аналогами считаются сульфидные месторождения острова Кипр, образовавшиеся в позднемеловое время. [c.45]

Непосредственно измерить максимальную температуру, до которой нагревается вода в базальтовой коре, невозможно. Однако горячие источники гидротермальной воды выходят из морского ложа на вершине конвективной ячейки. В результате протекания химических реакций между конвективными водами и базальтовой корой (затененная область на рис. 2) такие воды, будучи подкисленными (типичный pH 5-7) и обогащенными растворенными переходными металлами [железом (Ре), марганцем (Мп), свинцом (РЬ), цинком (2п) и медью (Си)] и сульфидами водорода, быстро осаждают облако сульфидов железа, цинка, свинца и меди, а также оксидов железа при инъекции в холодные кислородсодержащие глубинные воды. Такой сульфидный плюм частиц ясно обозначает местоположение горячих источников и положил начало названию — черные курильщики (рис. 3). [c.184]

Ярким примером сочетания экстремальных значений нескольких факторов является уникальное сообщество, основанное на хемолитоавтотрофии, так называемые черные курильщики . Это разломы на дне океанов, из которых выходят очень горячие вул- [c.95]

При поисках гидротермальных полей наиболее интересны области с минимальным осадконакоп-лением. В этих областях гидротермальная циркуляция меняет как распределение теплового потока по площади, так и локальные значения q. Зона погружения воды, как отмечалось выше, занимает большую площадь, хотя и здесь не исключена локализация нисходящей ветви конвективной ячейки в отдельных трещинах. Восходящая ветвь гидротермальной конвекции - это, как правило, струйная конвективная ветвь с большой мощностью теплового выноса. Как будет рассмотрено далее, мощность теплового вьнюса струй предполагает ограниченное время их существования (от десятков-сотен до первых тысяч лет). Оценки по скоростям отложения сульфидных минералов и силикатов в месторождениях сульфидных тел офио-литов показывают, что тепловой поток, выносимый такими нестационарными струями (типа черных курильщиков), может достигать 20 ООО ЕТП [198]. [c.71]

Уравнение (2,10) позволяет также оценить суммарные объемы воды, циркулирующей по дренажной системе трещин в рифтовых зонах Земли, формируя в них горячие гидротермы - черные курильщики - со средней температурой около 300°С, Действительно, в течение всего времени формирования океанических рифтовых зон (десятки тысяч лет) под ними на очень малых глубинах, около [c.73]

Обнаружение новых гидротермальных систем в рифтовых зонах СОХ продолжается. Детальные исследования позволили установить, что гидротермальные выходы на дне океана представлены в виде муаровых вод, экзотичных образований белых курильщиков с температурой 100-200° С и черных курильщиков с температурой гидротерм в них до 350-400° С [464]. К активным гидротер-. мальным полям приурочены отложения глубоководных полиметаллических сульфидов. Проведенные исследования помогли закартировать распределение гидротермальной активности в рифтовых зонах в конкретных геологических обстановках. На карте (рис. 5,1) показаны известные активные гидротермальные выходы на дне океана, а в таблице [c.174]

Вода горячих гидротерм на дне океана ( черных курильщиков ) имеет температуру 350°С и выше, и расход воды в типичной гидротермальной системе превышает 100 кг/с. Это эквивалентно выносу 3-10 ° кг воды за 10 лет, или всей воде, содержащейся в 1 км породы с 3%-ной пористостью. Вынос тепла всей гидротермальной системой может достигать 4-6 10 кал/с [378]. Эти значения слишком высоки, чтобы предположить стационарное существование струйной гидроконвекции на оси хребта. Другие оценки, проведенные, например, для 2Гс.ш. ВТП, показывают, что полный тепловой расход при остывании литосферы СОХ эквивалентен выходу тепла в одной группе гидротермальных струй на каждые 11-25 км хребта [411]. Наблюдения на хребте Хуан де Фука обнаружили группы гидротермальных струй через каждый километр оси хребта. Эти данные говорят о том, что мощные горячие конвективные струи типа черных курильщиков не могут быть стационарными образованиями. [c.177]

Отложение сульфидов из высокотемпературных глубоководных гидротерм - черных курильщиков является наиболее ярким примером образования месторождений полезных ископаемых на температурном барьере. При резком охлаждении с 300-400° С до температуры придонной воды - 4-6° С - устойчивые и не реагирующие с сероводородом при высоких температурах хлоридные анионные комплексы меди, цинка и железа распадаются, и освобождающиеся при этом катионы соответствующих металлов, реагируя с НгЗ, образуют сульфиды, формирующие постройки черных курильщиков и отложения металлоносных илов. Наиболее мощные струи с большим дебитом выходят на поверхность дна, сохраняя на выходе высокую температуру. При этом отложение сульфидов и кремнезема происходит на поверхности океанического дна при соприкосновении гидротерм с холодной морской водой. При выходе более слабых гидротермальных струй высокая пористость самых верхних метров океанической коры приводит к смешиванию горячих и холодных вод еще до выхода их на поверхность дна. В этом случае, если до смешивания температура воды в восходящей струе была, например, 280-300° С, то на выходе она может составлять всего лишь 10-17° С. Сульфиды и кремнезем, ранее растворенные в гидротермах, будут отлагаться в порах и трещинах пород океанической коры, в зоне смешения вод и охлаждения гидротерм. [c.181]

Т.Бриковский и Д.Нортон [180] разработали численную модель конвекции на оси хребта, в которой существенную роль играет форма магматической камеры. Однако в этой модели не была учтена специфика условий в граничном слое, поскольку в ней допускалось проникновение гидротермальной циркуляции через горячие породы повсюду, где температура на 100°С ниже температуры солидуса. Принятые в модели граничные условия и диапазон проницаемости не допускали возможности выхода гидротерм в виде черных курильщиков. [c.182]

С учетом этого геологического вьшода Р.Лоувелл и Д.Барнелл [365] предложили математическую модель, проливающую свет на условия, при которых кондуктивный теплоперенос через переходный граничный слой согласуется с наличием выходов в виде черных курильщиков. В этой работе рассмотрена численная модель зависящего от [c.182]

В последних исследованиях основное внимание сфокусировано на тепломассопереносе в гидротермах черных курильщиков и их временной эволюции [365, 495, 81, 31]. [c.184]

Исследование гидротермального поля в области RISE на 2Г с.ш. в 1979 г. впервые дало возможность непосредственно подсчитать осевой гидротермальный тепловой поток [378]. Гидротермальные флюиды изливались ие диффузно через всю зону трещиноватости, а из отдельных каналов. Флюиды, зачерненные частичками сульфидов железа, истекали со скоростью 1-5 м/с и имели температуру до 350° С. Гидротермальное поле RISE длиной около 6,2 км содержало, по крайней мере, 12 групп гидротермальных каналов и минерализованных холмов. Поле было целиком расположено в пределах неовулканической зоны в поясе шириной менее 500 м. Измерения расхода тепла в этом поле дали значения (6 2)-10 кал/с для отдельного выхода черного курильщика. Это эквивалентно полным тепловым потерям на отрезке СОХ длиной 6 км и шириной 30 км по обе стороны от оси (т.е, через [c.185]

Гидротермальное поле Снейк Пит располагается в 30 км к югу от трансформного разлома Кейн в пределах области МАРК в осевой рифтовой долине, краткая характеристика которой приведена в табл. 6.1 и на рис. 6.1. В осевой части долины находится неовулканический хребет, который протягивается от трансформного разлома Кейн до 23°18 с.щ. вдоль всей длины северного сегмента участка МАРК [259, 181]. Поле Снейк Пит довольно большое (0,45 км ) и состоит из полутора десятков отдельных черных курильщиков и мощных гидротермальных отложений. Состав и температура флюидов (до 350° С) предполагают наличие магматического источника на малых глубинах в коре [310] или обширного гидротермального изменения коры, которое и выразилось в уменьшении намагниченности пород в этой области. Область оруденения приурочена к пересечению осевого неовулканического поднятия с небольшим поперечным тектоническим нарушением, отчетливо выражающимся в конфигурации гидротермального поля [100]. [c.189]

Асимметричная четкая рифтовая долина. Неовулканическая зона представлена в виде осевого хребта высотой до 600 м, иа котором располагается современное активное гидротермальное поле Снейк Пит с выходами черных курильщиков. Толщина коры 5 км. Вдоль западного борта обнажены базальты, зеленые сланцы, перидотиты вдоль восточного склона — только базальты. Высокая концентрация Мп в придонных водах [c.190]

Черные курильщики представляют собой высокотемпературные (363° 3°С) флюиды обильно из-ливающи1ся со скоростью несколько метров в секунду из многочисленных шпилеподобных труб [c.194]

Современная стадия развития холма включает излияния металлообогащенных черных курильщиков через первоначальные подводящие каналы вблизи центра холма и излияния белых курильщиков и диффузных потоков через вторичные подводящие каналы с соответствующим диапазоном температур, скоростей излияния, концентрацией металлов, которые уменьшаются от центра к краям холма. Размер холма продолжает увеличиваться за счет внутреннего и внешнего осаждения сульфидов и аккумуляции обломков сульфидных пород [c.196]

Примечание. - выходы черных курильщиков, изливающихся при больших скоростях (>1см/с) из шпилеобразных труб 2 - выходы черных курильщиков, изливающихся при малых скоростях (<1см/с) из трещин 3 - выходы белых курильщиков изливающихся при медленных и средних скоростях из куполообразных труб 4 - неактивные трубы, как вертикальные, так и опрокинутые 5 - осыпи, сложенные окисленными массивными сульфидами [c.196]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология