Министерство образования и науки РФ ФГБОУ ВО «Уральский государственный горный университет»
Кафедра инженерной экологии
Дисциплина «охрана водных ресурсов»
Реферат
на тему «Гидротермальные источники. Чёрные и белые курильщики»
Преподаватель: Медведева И. В.
Студент: Галин А. Н.
Группа: ИЗС-15
Оглавление
Введение 3
Физические свойства 4
Чёрные и белые курильщики 6
Биологические сообщества 7
Биологические теории 8
The Deep Hot Biosphere 8
Гидротермальное происхождение жизни 8
Открытие и разведка 10
Распределение источников 11
Эксплуатация 12
Вклад в тепловой баланс Земли 13
Заключение 14
Список литературы 15
Введение
Гидротермальной является трещина в поверхности планеты из которой выходит геотермально нагретая вода. Гидротермальные отверстия обычно встречаются вблизи вулканически активных мест. Эти отверстия существуют, потому что Земля является как геологически активной, так и имеет большое количество воды на поверхности. Существуют такие отверстия в земле, как геотермальные источники, фумаролы и гейзеры. Под водой такими отверстиями могут быть чёрные курильщики. В отличие от большинства глубоководных районов, районы вокруг подводных гидротермальных отверстий биологически более продуктивны, часто образуя сложные комплексные сообщества, питаемые химическими веществами, растворёнными в жидкостях, находящихся в этих отверстиях. Хемосинтетические бактерии и археи образуют основу пищевой цепи, поддерживая жизнь таких разнообразных организмов, как: гигантские трубчатые черви, моллюски, лимпы и креветки. Предполагается, что такие отверстия существуют на Европе — спутнике Юпитера, Энцеладе — спутнике Сатурна и, возможно, в древности — на Марсе.
Физические свойства
Гидротермальные отверстия 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.
Вода, выделяющаяся из этих отверстий, состоит, главным образом, из морской воды, втягиваемой в гидротермальную систему, близкую к вулканическому образованию, через разломы, а также магматической воды, которая выделяется апвеллинговой магмой. В наземных гидротермальных системах большая часть воды представляет собой метеорную воду, грунтовую воду, просачивающуюся с поверхности, и иногда метаморфическую воду, магматическую воду и осадочную формирующую рапу1, которая выпущена магмой. Доля каждого вида воды зависит от местоположения.
В отличие от температуры окружающей воды, которая различается на 2°Cна больших глубинах, выходящая вода имеет температуру от 60 до 464°С. Из-за высокого давления на таких глубинах вода может существовать либо в жидкой форме, либо в виде сверхкритической2жидкости. Критическая точка морской воды составляет 407°С при давлении 294,6 атм., что соответствует глубине около 3-х км ниже уровня моря. Солёность жидкостей из гидротермальных источников сильно различаются из-за разделения фаз в коре. Таким образом, вода, выходящая из самых горячих частей некоторых гидротермальных источников, может быть и сверхкритической жидкостью.
«Систер Пик» (гидротермальное поле «Неуютной Бухты») выделяет низкосолёные фазоподелённые флюиды3. Обычные выделения не были сверхкритическими, но при кратковременном выделении в 464°С вода переходила в состояние сверхкритической жидкости. Рядом находится «Тётл Питс», где выделяется жидкость с низкой минерализацией при 407°С, что является выше критической точки этой солёности. Гидротермальные участки около жёлоба Кайман, названные «Биби», являются самыми глубокими в мире участками на глубине около 5 км и показывают устойчивое сверхкритическое выделение при 401°С.
Несмотря на то, что наблюдаются сверхкритические условия, пока не известно какое значение имеет такое выделение для гидротермальной циркуляции, образования минеральных месторождений, геохимических потоков и биологической активности.
Начальные стадии образования расщелин начинаются с осаждения минерального ангидрида. Затем сульфиды меди, железа и цинка осаждаются в промежутках расщелин, что делает их менее пористыми. Регистрируется рост расщелин порядка 30 см в день. Расщелины являются крупным источником растворенного железа.