海底“白煙囪”是怎么形成的?
俊美桑
一些大洋中脊海底出露的橄欖巖與海水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),產(chǎn)生大量的熱量,驅(qū)動(dòng)了一種新類型的海底熱液噴發(fā)活動(dòng)。這種特殊的熱液堿度高,幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。當(dāng)熱液噴出海底時(shí),就形成了主要由碳酸鹽礦物構(gòu)成的“白煙囪”。
熱液是名副其實(shí)的海底“第一漏”!由“漏”下去的海水形成的熱液,溫度有高有低,熱液成分也大相徑庭!有的熱液在海底噴出后,并非形成我們熟知的“黑煙囪”,而是形成了潔白的“白煙囪”,這又是怎么回事呢?
原來,在一些大洋中脊海底,有大量地幔巖的出露,橄欖巖就是其中的典型代表。有趣的是,這些出露在海底的橄欖巖可以與海水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng),并產(chǎn)生大量的熱量,從而驅(qū)動(dòng)了一種新類型的海底熱液噴發(fā)活動(dòng)。這種特殊的熱液堿度高(pH值為9~11),富含甲烷、氫氣等氣體,幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。因此,當(dāng)熱液噴出海底時(shí),形成的不是由金屬硫化物組成的“黑煙囪”,而是主要由碳酸鹽礦物(方解石、文石等)構(gòu)成的“白煙囪”!
相比“黑煙囪”而言,這些“白煙囪”結(jié)構(gòu)致密,不易坍塌,因此可以形成更為壯觀的海底“白煙囪”群。在大西洋被稱為“迷失之城”的熱液場(chǎng)中,矗立著一座以海神“波塞冬”的名字命名的巨型“白煙囪”。它的高度超過60米,延伸范圍接近100米,是目前已知的全球最大的海底熱液活動(dòng)形成的“煙囪”。
海底“白煙囪”不但體積巨大,而且形態(tài)變化多端。它們有的像寶塔、像佛手,令人聯(lián)想到佛教寺廟;有的像石筍、像瀑布,猶如石灰?guī)r溶洞的景象。更難能可貴的是,這些“煙囪”主要由潔白無瑕的碳酸鹽礦物組成。雪白精致、形態(tài)各異的“白煙囪”聳立在海底,猶如大自然創(chuàng)造出的一件件精美絕倫的藝術(shù)珍品。
從海底“白煙囪”噴發(fā)出的熱液流體溫度并不太高(40~91℃)。這樣的流體溫度,為那些喜溫和嗜熱的微生物群落提供了極佳的生存場(chǎng)所。特別是在“煙囪”壁的孔隙中,棲息著各種各樣的化能自養(yǎng)微生物。它們有的以氫氣為食,有的以甲烷為食,以獲取能量合成有機(jī)質(zhì)。對(duì)于它們而言,這些甲烷和氫氣就是其生長(zhǎng)所需要的珍饈美味,而熱液流體就是它們最喜歡的營(yíng)養(yǎng)濃湯!