Гидротермальный источник - Hydrothermal vent

Морские места обитания
Шампанское вент white smokers.jpg
Белые курильщики выделяют жидкость, богатую барием, кальцием, кремнием и двуокисью углерода. шампанское жерло, северо-западный вулкан Эйфуку, Морской национальный памятник Марианской впадины

А гидротермальный источник это трещина на морском дне, с которого геотермально нагретый воды разряды. Гидротермальные источники обычно встречаются вблизи вулканически активные места, районы, где тектонические плиты расходятся в центры распространения, бассейны океана и горячие точки.[1] Гидротермальные месторождения представляют собой 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 объекты, называемые черные курильщики или белые курильщики. 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. Хемосинтетический бактерии и археи сформировать основу пищевая цепочка, поддерживающие различные организмы, в том числе гигантские трубчатые черви, моллюски, блюдца и креветка. Считается, что активные гидротермальные источники существуют на Юпитер луна Европа, и Сатурн луна Энцелад,[2][3] и предполагается, что древние гидротермальные источники когда-то существовали на Марс.[1][4]

Физические свойства

В этом фазовая диаграмма, зеленая пунктирная линия показывает аномальное поведение воды. Пунктирная зеленая линия отмечает температура плавления и синяя линия точка кипения, показывая, как они меняются в зависимости от давления; сплошная зеленая линия показывает типичное поведение точки плавления для других веществ.

Гидротермальные жерла в глубоком океане обычно образуются вдоль срединно-океанические хребты, такой как Восточно-Тихоокеанский подъем и Срединно-Атлантический хребет. Это места, где двое тектонические плиты расходятся, и образуется новая кора.

Вода, которая выходит из гидротермальных источников на морском дне, состоит в основном из морская вода втягивается в гидротермальную систему вблизи вулканического сооружения через разломы и пористые осадки или вулканические толщи, а также некоторое количество магматической воды, высвобождаемой апвеллингом магма.[1] В наземных гидротермальных системах большая часть воды циркулировала в фумарола и гейзер системы метеорная вода плюс грунтовые воды который просочился в тепловую систему с поверхности, но также обычно содержит некоторую часть метаморфическая вода, магматическая вода, и осадочно-формационные рассол который выпускается 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 при температуре от 60 ° C (140 ° F).[5] до 464 ° C (867 ° F).[6][7] Из-за высокого гидростатическое давление на этих глубинах вода может существовать либо в жидкой форме, либо в виде сверхкритическая жидкость при таких температурах. В критическая точка (чистой) воды составляет 375 ° C (707 ° F) при давлении 218атмосферы.

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 выходящих флюидов широко варьируется из-за фазового разделения в коре.[9] Критическая точка для жидкостей с более низкой соленостью находится в условиях более низких температуры и давления, чем для морской воды, но выше, чем для чистой воды. Например, вентилирующая жидкость с 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 сверхкритическая жидкость, обладающий физическими свойствами между свойствами газ и те из жидкость.[6][7]

Примеры сверхкритической вентиляции можно найти на нескольких объектах. Сестра Пик (Гидротермальное поле Комфортной бухты, 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) жерла с низкой соленостью разделенный по фазе, парообразные жидкости. 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. Вентиляционная площадка в Каймановы впадины названный Beebe, 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 стадии вытяжки дымохода начинаются с отложения минерала. ангидрит. Сульфиды из медь, утюг, и цинк затем выпадает осадок в дымоходных зазорах, делая его меньше пористый с течением времени. Было зарегистрировано образование вентиляционных отверстий порядка 30 см (1 фут) в день.[11] В апреле 2007 г. исследование глубоководных жерл у побережья Фиджи обнаружил, что эти отверстия являются значительным источником растворенного железа (см. железный цикл ).[12]

Черные курильщики и белые курильщики

Глубоководный выход биогеохимический диаграмма цикла
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 стопки. Некоторые из этих дымоходных конструкций могут достигать высоты 60 м.[13] Примером такого возвышающегося вентиляционного отверстия была «Годзилла», сооружение на глубоком дне Тихого океана недалеко от Орегон который поднялся до 40 м, а затем упал в 1996 году.[14]

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

А черный курильщик или глубокий морское отверстие это тип гидротермального источника, обнаруженного на морское дно, как правило, в банная зона (с наибольшей частотой на глубинах от 2500 м до 3000 м), но также и на меньших глубинах, а также на более глубоких абиссальная зона.[1] Они выглядят как черные, похожие на дымоход структуры, излучающие 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 перегретый вода снизу земной коры проникает через дно океана (вода может достигать температуры выше 400 ° C).[1] Эта вода богата растворенными минералы от корки, в первую очередь сульфиды. Когда он вступает в контакт с холодной океанской водой, многие минералы выпадают в осадок, образуя черную структуру, похожую на дымоход, вокруг каждого отверстия. Осажденные сульфиды металлов могут стать месторождения массивных сульфидных руд во время. Некоторые черные курильщики на Азорские острова из Срединно-Атлантический хребет чрезвычайно богаты металл контент, такой как Радуга с концентрацией 24000 мкМ утюг.[15]

Черные курильщики были впервые обнаружены в 1979 г. Восточно-Тихоокеанский подъем учеными из Институт океанографии Скриппса в течение RISE Project.[16] За ними наблюдали с помощью глубоководного аппарата. АЛВИН от Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. Известно, что черные курильщики существуют в Атлантический и Тихий океан Океаны, на средней глубине 2100 метров. Самые северные черные курильщики - это группа из пяти названных Замок Локи,[17] открыт в 2008 году учеными из Бергенский университет в 73 ° с.ш., на Срединно-Атлантический хребет между Гренландия и Норвегия. 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 находятся в Каймановы впадины, 5000 м (3,1 мили) ниже поверхности океана.[19]

Белый курильщик вентиляционные отверстия 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 вместо магматической воды. Минеральные жидкости из этого типа вентиляционных отверстий богаты кальцием и образуют преимущественно сульфатные (т. Е. барит и ангидрит) и карбонатные отложения.[1]

Биология гидротермальных источников

Традиционно считалось, что жизнь управляется солнечной энергией, 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 Бентосный океанографы предположили, что жерловые организмы зависят от морской снег, 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, зоны гидротермальных источников имеют плотность организмов в 10 000–100 000 раз больше.

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 хемосинтез.

Биологические сообщества

Основные статьи: Глубоководные сообщества, Самые ранние известные формы жизни, Гейзер § Биология гейзеров, Горячий источник § Биота в горячих источниках, и Сообщества микроорганизмов гидротермальных жерл
Дальнейшая 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, основанных на солнечная энергия. 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 - анаэробный.

Плотная фауна (Кива аномалии и Вулканолепас -подобные стебельчатые ракушки) рядом Восточный хребет Скотия вентиляционные отверстия
Гигантские трубчатые черви (Рифтия пахиптила) вокруг вентиляционных отверстий в Галапагосский разлом

Хемосинтетические бактерии превращаются в толстый слой, который привлекает другие организмы, такие как амфиподы и копеподы, которые поедают бактерии напрямую. Более крупные организмы, такие как улитки, креветка, крабы, трубчатые черви, рыбы (особенно бельдюга, головорез, офидиоформы и Симфур термофильный ), и осьминоги (особенно Вулканоктопус гидротермальный ), образуют пищевая цепочка отношений хищника и жертвы над основными потребителями. Основные семейства организмов, обитающих вокруг выходных отверстий на морском дне: кольчатые червя, погонофоры, брюхоногие моллюски, и ракообразные, с большим двустворчатые моллюски, вестиментиферановые черви и «безглазые» креветки, составляющие основную массу немикробных организмов.

Сибоглинид трубочные глисты, 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, которые содержат 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: Тевния иерихонана, и Рифтия пахиптила. Одно открытое сообщество, получившее название "Угорь Город ", состоит преимущественно из угря Dysommina rugosa. Хотя угри не редкость, среди гидротермальных источников обычно преобладают беспозвоночные. Eel City находится недалеко от Вулканический конус Нафануа, американское Самоа.[20]

В 1993 г. было известно уже более 100 видов брюхоногих моллюсков, обитающих в гидротермальных жерлах.[21] Более 300 новых видов были обнаружены в гидротермальных источниках,[22] многие из них являются «родственными видами» другим, обитающим в географически разделенных жерловых зонах. Было предложено, чтобы до Североамериканская плита отвергнуть Срединно-океанический хребет, в восточной части Тихого океана был обнаружен единственный биогеографический жерл.[23] 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 скудна, черные курильщики являются центром всего экосистемы. Солнечного света не существует, поэтому многие организмы, такие как археи и экстремофилы - преобразовать тепло, метан, и сера соединения, предоставляемые черными курильщиками, в энергию посредством процесса, называемого хемосинтез. Более сложные формы жизни, такие как моллюски и трубчатые черви, питаются этими организмами. Организмы, лежащие в основе пищевая цепочка также вносят минералы в основу черного курильщика, таким образом завершая жизненный цикл.

Был обнаружен вид фототрофных бактерий, живущих рядом с черным курильщиком у побережья Мексика на глубине 2500 м (8 200 футов). Солнечный свет не проникает так далеко в воду. Вместо этого бактерии, являющиеся частью Chlorobiaceae семья, используйте слабое свечение от черного курильщика для фотосинтез. Это первый обнаруженный в природе организм, который для фотосинтеза использует исключительно свет, кроме солнечного.[24]

В окрестностях черных курильщиков постоянно обнаруживаются новые и необычные виды. В Помпеи червь Альвинелла Помпежана, который способен выдерживать температуры до 80 ° C (176 ° F), был обнаружен в 1980-х годах, и чешуйчатый брюхоногий моллюск Chrysomallon squamiferum в 2001 году во время экспедиции на Индийский океан Гидротермальное жерловое месторождение Кайрей. В последнем используются сульфиды железа (пирит и грейгита) за структуру его дермального склериты (закаленные части тела) вместо карбонат кальция. Экстремальный напор 2500 м воды (примерно 25мегапаскали или 250атмосферы ), как полагают, играет роль в стабилизации сульфида железа в биологических целях. Эта броня, вероятно, служит защитой от ядовитых радула (зубы) из хищный улитки в этом сообществе.

В марте 2017 года исследователи сообщили о возможном древнейшие формы жизни на Земле. Предполагаемый окаменелость микроорганизмы были обнаружены в осадках гидротермальных источников в Пояс Nuvvuagittuq из Квебек, Канада, которые, возможно, жили как 4,280 миллиарда лет назад, вскоре после океаны образовался 4,4 миллиарда лет назад, и вскоре после формирование Земли 4,54 миллиарда лет назад.[25][26][27]

Симбиоз животных и бактерий

Экосистемы гидротермальных источников обладают огромной биомассой и продуктивностью; но это основано на симбиотических отношениях, которые возникли у жерл. 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.[28] 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 световой энергии солнца. Другими словами, симбионт превращает неорганические молекулы (H2S, CO2, O) в органические молекулы, которые хозяин затем использует в качестве пищи. Однако сульфид является чрезвычайно токсичным веществом для большинства форм жизни 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 жерловых животных; причина, по которой многоклеточная жизнь способна пережить токсичность вентиляционных систем. Поэтому сейчас ученые изучают, как микробные симбионты помогают детоксикации сульфидов (что позволяет хозяину выжить в токсичных условиях). Работа над микробиом Функция 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.[нужна цитата ]

На ранних этапах изучения жизни в гидротермальных источниках существовали различные 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.[29]

Наконец, в 1981 году стало понятно, что получение питания гигантскими трубчатыми червями произошло в результате химиоавтотрофных бактериальных эндосимбионтов.[30][31][32] Поскольку ученые продолжали изучать жизнь в гидротермальных источниках, стало понятно, что симбиотические отношения между хемоавтотрофами и видами беспозвоночных макрофауны были повсеместными. Например, в 1983 году было подтверждено, что ткань жабр моллюсков содержит бактериальных эндосимбионтов;[33] в 1984 г. было обнаружено, что в жерловых батимодиолидных мидиях и везикомиидных моллюсках также были эндосимбионты.[34][35]

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.2S и CO2, 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.[36] Также было обнаружено, что трубчатые черви могут метаболизировать CO.2 двумя разными способами, и может чередоваться между ними по мере необходимости при изменении условий окружающей среды.[37]

В 1988 году исследование подтвердило наличие тиотрофных (сульфидоокисляющих) бактерий в большом моллюске Alvinochonca hessleri.[38] Чтобы избежать токсичности сульфида, мидии сначала преобразуют его в тиосульфат, а затем передают симбионтам.[39] В случае подвижных организмов, таких как альвинокаридные креветки, они должны отслеживать кислородную (богатую кислородом) / бескислородную (бедную кислородом) среду, поскольку они колеблются в окружающей среде.[нужна 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, таким образом, уменьшается также зависимость гребешка от микробного эндосимбионта для получения питания.[нужна цитата ]

Более того, не у всех животных-хозяев есть эндосимбионты; у некоторых есть эписимбионты - симбионты, живущие на животном, а не внутри него. Креветки, обнаруженные 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.[40] С тех пор было обнаружено, что другие организмы в жерлах также являются носителями эписимбионтов.[41] такие как Lepetodrilis fucensis.[42]

Кроме того, в то время как некоторые симбионты восстанавливают соединения серы, другие, известные как «метанотрофы», 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 источниках.[нужна 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).[нужна цитата ]

Теория гидротермального происхождения жизни

Основная статья: Абиогенез § Глубоководные гидротермальные источники
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]

Гюнтер Вехтерсхойзер предложил железо-серная мировая теория и предположил, что жизнь могла быть возник у гидротермальных источников. 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.[43]

Было предложено, чтобы аминокислота синтез мог происходить глубоко в земной коре, и эти аминокислоты впоследствии были выброшены вместе с гидротермальными жидкостями в более холодные воды, где более низкие температуры и присутствие глинистых минералов способствовали образованию пептидов и протоклетки.[44] Это привлекательная гипотеза из-за обилия CH4 (метан ) и NH3 (аммиак ) присутствуют в регионах гидротермальных источников, состояние, которое не было обеспечено примитивной атмосферой Земли. Основным ограничением этой гипотезы является отсутствие стабильности органических молекул при высоких температурах, но некоторые предполагают, что жизнь зародилась за пределами зон самых высоких температур.[45] Есть множество видов экстремофилы и другие организмы, 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 (CH3ОН) и Муравьиная кислота (HCO2H), из растворенного CO2 в воде.[46][47][48]

Считается, что щелочные гидротермальные источники (белые курильщики) могут быть более подходящими для зарождающейся жизни, чем черные курильщики из-за их условий pH.[49][50]

Глубокая горячая биосфера

В начале своей статьи 1992 г. Глубокая горячая биосфера, Томас Голд упомянутый океанские жерла в поддержку его теории о том, что нижние уровни Земли богаты живым биологическим материалом, который выходит на поверхность.[51] Далее он расширил свои идеи в книге Глубокая горячая биосфера.[52]

Статья о добыча абиогенных углеводородов в номере журнала за февраль 2008 г. Наука журнал использовал данные экспериментов на Гидротермальное поле Лост-Сити сообщить, как абиотический синтез низкомолекулярных углеводородов из двуокиси углерода мантии может происходить в присутствии ультраосновных пород, воды и умеренного количества тепла.[53]

Открытие и исследование

Смотрите также: Вулканогенное месторождение массивных сульфидных руд
Поперечный разрез типичного месторождение вулканогенных массивных сульфидов (ВМС) как видно по осадочной записи[54]

В 1949 г. глубоководная съемка обнаружила аномально горячие рассолы в центральной части реки. красное море. Более поздние работы в 1960-х годах подтвердили наличие горячих, 60 ° C (140 ° F) соленых рассолов и связанных с ними металлосодержащих илов. Горячие растворы исходили из активного подпола. трещина. Сильно солёный характер воды не благоприятствовал живым организмам.[55] Рассолы и связанные с ними буровые растворы в настоящее время исследуются как источник полезных для добычи драгоценных и цветных металлов.

В июне 1976 г. ученые из Институт океанографии Скриппса получили первые свидетельства наличия подводных гидротермальных источников вдоль Галапагосского рифта, отрога Восточно-Тихоокеанский подъем, на Плеяды II экспедиции с использованием системы съемки морского дна Deep-Tow.[56] В 1977 г. были опубликованы первые научные статьи по гидротермальным источникам.[57] учеными из Институт океанографии Скриппса; ученый-исследователь Питер Лонсдейл опубликовал фотографии, сделанные с камер глубокой буксировки,[58] и аспирант Кэтлин Крэйн опубликованные карты и данные о температурных аномалиях.[59] Транспондеры были развернуты на участке, который получил прозвище «Моллюск», чтобы экспедиция могла вернуться в следующем году для прямых наблюдений с помощью DSV Элвин.

Хемосинтетические экосистемы, окружающие подводные гидротермальные жерла Галапагосского рифта, были впервые непосредственно обнаружены в 1977 году, когда группа морских геологов, финансируемая Национальный научный фонд вернулся на сайты Clambake. Главным исследователем подводных исследований был Джек Корлисс из Государственный университет Орегона. Корлисс и Тьерд ван Андел из Стэндфордский Университет наблюдали и собирали образцы жерл и их экосистемы 17 февраля 1977 г., ныряя в DSV. Элвин, исследовательский подводный аппарат, эксплуатируемый Океанографическое учреждение Вудс-Хоул (WHOI).[60] Среди других ученых в исследовательском круизе Рихард (Дик) фон Герцен и Роберт Баллард из WHOI, Джек Даймонд и Луи Гордон из Университета штата Орегон, Джон Эдмонд и Таня Этуотер из Массачусетский Институт Технологий, Дэйв Уильямс из Геологическая служба США, и Кэтлин Крэйн из Институт океанографии Скриппса.[60][61] Эта команда опубликовала свои наблюдения за жерлами, организмами и составом выходных жидкостей в журнале Science.[62] В 1979 году группа биологов под руководством Дж. Фредерика Грассла, работавшая в то время в КТО Я, вернулся в то же место для исследования биологических сообществ, обнаруженных двумя годами ранее.

Высокотемпературные гидротермальные источники, «черные курильщики», были обнаружены весной 1979 года группой из Института океанографии Скриппса с помощью подводного аппарата. Элвин. Экспедиция RISE исследовала Восточно-Тихоокеанское поднятие на 21 ° с.ш. с целью проверки геофизического картирования морского дна с помощью Элвин и обнаружение еще одного гидротермального поля за жерлами Галапагосских разломов. Экспедицию возглавил Фред Списс и Кен Макдональд и включали участников 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.[63] Перед погружением член экспедиции Роберт Баллард с помощью глубоко буксируемого комплекта инструментов обнаружил аномалии температуры воды у дна. Первое погружение было нацелено на одну из этих аномалий. В пасхальное воскресенье 15 апреля 1979 года во время погружения Элвин до 2600 метров, Роджер Ларсон и Брюс Луендык обнаружили гидротермальное жерло с биологическим сообществом, похожим на жерло Галапагосских островов. 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 установили датчик температуры, чтобы Элвин для измерения температуры воды в отверстиях для дымовых труб. Здесь наблюдались самые высокие температуры, зарегистрированные в глубоководных гидротермальных жерлах (380 ± 30 ° C).[64] 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.[65] 

В 2005 году компания Neptune Resources NL, занимающаяся разведкой полезных ископаемых, подала заявку и получила 35 000 км2 прав на разведку арки Кермадек в Новая Зеландия с Исключительная экономическая зона исследовать для массивные сульфидные месторождения на морском дне, потенциальный новый источник вести -цинк -медь сульфиды сформировались из современных гидротермальных жерловых полей. Открытие жерла в Тихом океане на шельфе Коста-Рика, названный полем гидротермального жерла Медузы (в честь змееволосого Медуза из Греческая мифология ), было объявлено в апреле 2007 года.[66] 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, исходящий из Биби[67] сайт (18 ° 33′N 81 ° 43'з.д. / 18,550 ° с.ш.81,717 ° з. / 18.550; -81.717, высота -5000 м) была обнаружена группой ученых из НАСА. Лаборатория реактивного движения и Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. Этот участок расположен на сверхмедленном подъеме Срединного Каймана длиной 110 км в пределах Каймановы впадины.[68]В начале 2013 г. самые глубокие из известных гидротермальных жерл были обнаружены в Карибский бассейн на глубине почти 5000 метров (16000 футов).[69]

Океанографы изучают вулканы и гидротермальные источники Хуан де Фука Срединно-океанский хребет, где тектонические плиты отдаляются друг от друга.[70]

Гидротермальные источники и другие геотермальные проявления в настоящее время исследуются в Bahía de Concepción, Baja California Sur, Мексика.[71]

Распределение

Гидротермальные жерла имеют тенденцию быть распределенными по границам земных плит, хотя их также можно найти в местах внутри плит, таких как горячие вулканы. По состоянию на 2009 год насчитывалось около 500 известных действующих полей подводных гидротермальных источников, причем примерно половина из них наблюдалась визуально на морском дне, а другая половина предполагалась по индикаторам водяного столба и / или отложениям на морском дне.[72] В офисе программы InterRidge проходит глобальная база данных о местонахождении известных действующих полей подводных гидротермальных источников.

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

Rogers et al. (2012)[73] признано не менее 11 биогеографические провинции гидротермальных вентиляционных систем:

  1. Срединно-Атлантический хребет провинция,
  2. Восточный хребет Скотия провинция,
  3. северный Восточно-Тихоокеанский подъем провинция,
  4. центральная провинция Восточно-Тихоокеанского возвышения,
  5. южная провинция Восточно-Тихоокеанского возвышения,
  6. к югу от Пасхальный микропланшет,
  7. Провинция Индийского океана,
  8. четыре провинции в западной части Тихого океана.

Эксплуатации

В некоторых случаях гидротермальные источники приводили к образованию полезных ископаемых за счет отложения массивные сульфидные месторождения на морском дне. В Mount Isa рудное тело, расположенное в Квинсленд, Австралия, отличный пример.[74] Многие гидротермальные источники богаты кобальт, золото, медь, и редкоземельные металлы необходим для электронных компонентов.[75] Гидротермальный сброс на Архейский морское дно считается сформированным Альгома-тип полосчатые железные образования которые были источником Железный.[76]

В последнее время компании по разведке полезных ископаемых, движимые повышением цен в секторе цветных металлов в середине 2000-х годов, обратили внимание на добычу полезных ископаемых из гидротермальных полей на морском дне. Теоретически возможно существенное снижение затрат.[77]

В таких странах как Япония где минеральные ресурсы в основном получены за счет международного импорта,[78] особый толчок к добыче полезных ископаемых на морском дне.[79] Первая в мире «крупномасштабная» разработка месторождений гидротермальных источников полезных ископаемых осуществленаЯпонская национальная корпорация нефти, газа и металлов (JOGMEC) в августе - сентябре 2017 года. JOGMEC выполнила эту операцию с помощью исследовательского судна. Хакурей. Эта добыча проводилась на жерловом поле Изенская скважина / котел в пределах гидротермально активного задугового бассейна, известного как Окинавский желоб который содержит 15 подтвержденных вентиляционных полей согласно базе данных InterRidge Vents.

Две компании в настоящее время заняты на поздних этапах начала разработки массивных сульфидов на морском дне (SMS). Наутилус Минералс находится на продвинутой стадии начала добычи на своем месторождении Солварра, в Архипелаг Бисмарка, а Neptune Minerals находится на более ранней стадии с месторождением Rumble II West, расположенным на Арка Кермадека, рядом с Острова Кермадек. Обе компании предлагают использовать модифицированные существующие технологии. Nautilus Minerals в партнерстве с Купол россыпи (теперь часть Баррик Голд ), удалось в 2006 году впервые в мире вернуть на поверхность более 10 метрических тонн добытых SMS с использованием модифицированных барабанных фрез, установленных на ROV.[80] 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.[81]

Возможная добыча полезных ископаемых на морском дне оказывает воздействие на окружающую среду, включая шлейфы пыли от горнодобывающего оборудования, воздействующие на фильтрующие организмы[75] разрушение или открытие вентиляционных отверстий, клатрат метана релиз, или даже субокеанские оползни.[82] Обе вышеупомянутые компании в настоящее время проводят большой объем работы по обеспечению того, чтобы потенциальное воздействие на окружающую среду добычи полезных ископаемых на морском дне было хорошо изучено и меры контроля были приняты до начала эксплуатации.[83] Однако этому процессу, возможно, препятствует непропорциональное распределение исследовательских усилий между жерловыми экосистемами: наиболее изученные и понятые гидротермальные жерловые экосистемы не репрезентативны для тех, которые предназначены для добычи полезных ископаемых.[84]

В прошлом предпринимались попытки использовать полезные ископаемые с морского дна. 1960-е и 1970-е годы были отмечены большой активностью (и расходами) по восстановлению марганцевые узелки от абиссальные равнины, с переменным успехом. 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 затонувшие Советская подводная лодка К-129, с использованием Glomar Explorer, корабль, специально построенный для этой задачи Говард Хьюз.[85] 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

Сохранение гидротермальных источников было предметом иногда жарких дискуссий в океанографическом сообществе в течение последних 20 лет.[86] Было указано, что, возможно, наибольший ущерб этим довольно редким местам обитания наносят ученые.[87][88] Были попытки заключить соглашение о поведении ученых, исследующих участки с источниками, но, хотя существует согласованный свод правил, формального международного и юридически обязательного соглашения пока нет.[89]

Смотрите также

использованная литература

  1. ^ а б c d е ж г час Колин-Гарсия, Мария (2016). «Гидротермальные источники и пребиотическая химия: обзор». Boletín de la Sociedad Geológica Mexicana. 68 (3): 599–620. Дои:10.18268 / BSGM2016v68n3a13.
  2. ^ Чанг, Кеннет (13 апреля 2017 г.). «Условия для жизни, обнаруженные на Сатурне, Луне Энцеладе». Газета "Нью-Йорк Таймс. Получено 14 апреля 2017.
  3. ^ «Данные космического корабля предполагают, что в океане Луны Сатурна может быть гидротермальная активность». НАСА. 11 марта 2015 г.. Получено 12 марта 2015.
  4. ^ Пейн, М. (15 мая 2001 г.). «Исследователи Марса извлекут пользу из австралийских исследований». Space.com. Архивировано из оригинал 21 февраля 2006 г.
  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. ^ а б Haase, K. M .; 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. Дои:10.1029 / 2006GC001509.
  7. ^ а б Haase, K. M .; и другие. (2009). «Состав флюидов и минералогия осадков из гидротермальных жерл Срединно-Атлантического хребта на 4 ° 48 'ю.ш.». Пангея. Дои: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 (Представлена ​​рукопись). 52 (8): 2121–2126. Bibcode:1988GeCoA..52.2121B. Дои:10.1016/0016-7037(88)90192-5.
  9. ^ Фон Дамм, К. Л. (1990). «Гидротермальная активность на морском дне: химия черного коптильня и дымоходы». Ежегодный обзор наук о Земле и планетах (Представлена ​​рукопись). 18 (1): 173–204. Bibcode:1990AREPS..18..173V. Дои:10.1146 / annurev.ea.18.050190.001133.
  10. ^ Уэббер, А.П .; Murton, B .; Робертс, С .; Ходжкинсон, М. «Сверхкритический сброс и образование ВМС на гидротермальном поле Биби, Центр распространения Каймановых островов». Тезисы конференции Гольдшмидта 2014. Геохимическое общество. Архивировано из оригинал 29 июля 2014 г.. Получено 29 июля 2014.
  11. ^ Тивей, М. К. (1 декабря 1998 г.). «Как построить дымовую трубу черного курильщика: образование залежей минералов на хребтах Срединного океана». Океанографическое учреждение Вудс-Хоул. Получено 2006-07-07.
  12. ^ Петкевич, Рэйчел (сентябрь 2008 г.). «Слежение за океанским железом». Новости химии и машиностроения. 86 (35): 62–63. Дои:10.1021 / cen-v086n035.p062.
  13. ^ Перкинс, С. (2001). «Новый тип гидротермального источника становится большим». Новости науки. 160 (2): 21. Дои:10.2307/4012715. JSTOR  4012715.
  14. ^ Келли, Дебора С. «Черные курильщики: инкубаторы на морском дне» (PDF). п. 2.
  15. ^ Douville, E; Charlou, J.L; Oelkers, E.H; Bienvenu, P; Джов Колон, C.F; Donval, J.P; 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:2002ЧГео.184 ... 37Д. Дои:10.1016 / S0009-2541 (01) 00351-5.
  16. ^ а б Spiess, F. N .; Macdonald, K. C .; Atwater, T .; Ballard, R .; Carranza, A .; Cordoba, D .; Cox, C .; Гарсия, В. М. Д .; Francheteau, J .; Guerrero, J .; Hawkins, J .; Haymon, R .; Hessler, R .; Juteau, T .; Кастнер, М .; Larson, R .; Луендык, Б .; Macdougall, J.D .; 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. Дои:10.1126 / science.207.4438.1421. PMID  17779602. S2CID  28363398.
  17. ^ «Кипящая вода в ледяном арктическом море». LiveScience. 24 июля 2008 г.. Получено 2008-07-25.
  18. ^ «Ученые установили рекорд, обнаружив крайний северный гидротермальный источник». Science Daily. 24 июля 2008 г.. Получено 2008-07-25.
  19. ^ Кросс, А. (12 апреля 2010 г.). «В Карибском бассейне обнаружены самые глубокие подводные жерламы». Новости BBC. Получено 2010-04-13.
  20. ^ «Крайности города угрей». Журнал Astrobiology. 28 мая 2008 г.. Получено 2007-08-30.
  21. ^ Сысоев, А. В .; Кантор, Ю. I. (1995). "Два новых вида Phymorhynchus (Gastropoda, Conoidea, Conidae) из гидротермальных источников » (PDF). Ruthenica. 5: 17–26.
  22. ^ Ботос, С. «Жизнь на гидротермальном источнике». Сообщества гидротермальных источников.
  23. ^ Ван Довер, К.Л. «Горячие темы: биогеография фаун глубоководных гидротермальных источников». Океанографическое учреждение Вудс-Хоул.
  24. ^ Битти, J.T .; и другие. (2005). «Обязательно фотосинтезирующий бактериальный анаэроб из глубоководного гидротермального источника». Труды Национальной академии наук. 102 (26): 9306–10. Bibcode:2005ПНАС..102.9306Б. Дои:10.1073 / pnas.0503674102. ЧВК  1166624. PMID  15967984.
  25. ^ 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:2017Натура.543 ... 60Д. Дои:10.1038 / природа21377. PMID  28252057. S2CID  2420384.
  26. ^ Циммер, Карл (1 марта 2017 г.). «Ученые говорят, что окаменелости канадских бактерий могут быть самыми древними на Земле». Газета "Нью-Йорк Таймс. Получено 2 марта 2017.
  27. ^ Гош, Паллаб (1 марта 2017 г.). "Самые ранние свидетельства существования жизни на Земле" найдены'". Новости BBC. Получено 2 марта 2017.
  28. ^ Ван Довер 2000[требуется полная цитата ]
  29. ^ Лонсдейл, Питер (1977). «Кластеризация макробентоса суспензионного питания вблизи абиссальных гидротермальных жерл в океанских центрах спрединга». Глубоководные исследования. 24 (9): 857–863. Bibcode:1977DSR .... 24..857л. Дои:10.1016/0146-6291(77)90478-7.
  30. ^ Каванауг и др., 1981[требуется полная цитата ]
  31. ^ Felback 1981[требуется полная цитата ]
  32. ^ Рау 1981[требуется полная цитата ]
  33. ^ Кавано, 1983 г.[требуется полная цитата ]
  34. ^ Фиала-Медиони, А. (1984). «Ультраструктурные свидетельства обилия внутриклеточных симбиотических бактерий в жабрах двустворчатых моллюсков глубоких гидротермальных источников». Comptes rendus de l'Académie des Sciences. 298 (17): 487–492.
  35. ^ Ле Пеннек, М .; Хилы, А. (1984). «Анатомия, структура и ультраструктура жабр Mytilidae гидротермальных участков восточной части Тихого океана» [Анатомия, строение и ультраструктура жабр Mytilidae гидротермальных участков восточной части Тихого океана]. Oceanologica Acta (На французском). 7 (4): 517–523.
  36. ^ Flores, J. F .; Фишер, К. Р .; Carney, S.L .; Green, B.N .; Freytag, J. K .; Schaeffer, S.W .; Ройер, В. Э. (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. Дои:10.1073 / pnas.0407455102. ЧВК  549462. PMID  15710902.
  37. ^ Тиль, Вера; Хюглер, Майкл; Блюмель, Мартина; Baumann, Heike I .; Гертнер, Андреа; Шмальоханн, Рольф; Штраус, Харальд; Гарбе-Шёнберг, Дитер; Петерсен, Свен; Cowart, Dominique A .; Фишер, Чарльз Р .; Имхофф, Йоханнес Ф. (2012). «Широкое распространение двух путей фиксации углерода у эндосимбионтов трубчатых червей: уроки, полученные от трубчатых червей, связанных с гидротермальными источниками, из Средиземного моря». Границы микробиологии. 3: 423. Дои:10.3389 / fmicb.2012.00423. ЧВК  3522073. PMID  23248622.
  38. ^ Стейн и др., 1988 г.[требуется полная цитата ]
  39. ^ Биология глубокого моря, Питер Херринг[требуется полная цитата ]
  40. ^ Ван Довер и др., 1988 г.[требуется полная цитата ]
  41. ^ Desbruyeres et al 1985[требуется полная цитата ]
  42. ^ де Бург, М. Э .; Сингла, К. Л. (декабрь 1984 г.). «Бактериальная колонизация и эндоцитоз на жабрах нового вида блюдец из гидротермального источника». Морская биология. 84 (1): 1–6. Дои:10.1007 / BF00394520. S2CID  85072202.
  43. ^ Wachtershauser, G. (1 января 1990 г.). «Эволюция первых метаболических циклов». Труды Национальной академии наук. 87 (1): 200–204. Bibcode:1990PNAS ... 87..200Вт. Дои:10.1073 / pnas.87.1.200. ЧВК  53229. PMID  2296579.
  44. ^ Танниклифф В. (1991). «Биология гидротермальных источников: экология и эволюция». Океанография и морская биология: ежегодный обзор. 29: 319–408.
  45. ^ Чандру, Кухан; Имаи, Эйичи; Канеко, Такео; Обаяси, Юмико; Кобаяши, Кенсей (2013). «Выживаемость и абиотические реакции выбранных аминокислот в симуляторах различных гидротермальных систем». Истоки жизни и биосферы. 43 (2): 99–108. Bibcode:2013OLEB ... 43 ... 99C. Дои:10.1007 / s11084-013-9330-9. PMID  23625039. S2CID  15200910.
  46. ^ Химия горячих жерл морского дна может объяснить появление жизни. Журнал Astrobiology 27 апреля 2015 г.
  47. ^ Ролдан, А .; Hollingsworth, N .; Roffey, A .; Islam, H.-U .; Goodall, J. B.M .; Catlow, C.R.A .; Darr, J. A .; Бюстгальтеры, W .; Sankar, G .; Holt, K. B .; Hogartha, G .; де Леу, Н. Х. (24 марта 2015 г.). "Биологически вдохновленный CO2 преобразование катализаторами сульфида железа в устойчивых условиях » (PDF). Химические коммуникации. 51 (35): 7501–7504. Дои:10.1039 / C5CC02078F. PMID  25835242.
  48. ^ Aubrey, A.D .; Кливз, Х.Дж .; Бада, J.L (2008). «Роль подводных гидротермальных систем в синтезе аминокислот». Истоки жизни и биосферы. 39 (2): 91–108. Bibcode:2009 ОЛЕБ ... 39 ... 91А. Дои:10.1007 / s11084-008-9153-2. PMID  19034685. S2CID  207224268.
  49. ^ Джозеф Ф. Сазерленд: О происхождении бактерий и архей, auf B.C vom 16. августа 2014 г.
  50. ^ Ник Лейн: Жизненно важный вопрос - энергия, эволюция и происхождение сложной жизни, Ww Norton, 2015-07-20, ISBN  978-0-393-08881-6, PDF В архиве 2017-09-10 в Wayback Machine
  51. ^ Голд, Т. (1992). «Глубокая горячая биосфера». Труды Национальной академии наук. 89 (13): 6045–9. Bibcode:1992PNAS ... 89.6045G. Дои:10.1073 / пнас.89.13.6045. ЧВК  49434. PMID  1631089.
  52. ^ Голд, Т. (1999). Глубокая горячая биосфера. Springer. ISBN  978-0-387-95253-6. PMID  1631089.
  53. ^ Проскуровский, Г .; Lilley, M.D .; Seewald, J. S .; Fru h-Green, G.L .; Olson, E.J .; Lupton, J. E .; Sylva, S.P .; Келли, Д. С. (1 февраля 2008 г.). «Добыча абиогенных углеводородов на гидротермальном месторождении Лост-Сити». Наука. 319 (5863): 604–607. Дои:10.1126 / science.1151194. PMID  18239121. S2CID  22824382.
  54. ^ Ханнингтон, доктор медицины (2014). «Вулканогенные массивные сульфидные месторождения». Трактат по геохимии. С. 463–488. Дои:10.1016 / B978-0-08-095975-7.01120-7. ISBN  978-0-08-098300-4.
  55. ^ Дегенс, Э. Т. (1969). Горячие рассолы и недавние месторождения тяжелых металлов в Красном море. Springer-Verlag.[страница нужна ]
  56. ^ Кэтлин., Крейн (2003). Морские ноги: сказки женщины-океанолога. Боулдер, Колорадо: Westview Press. ISBN  9780813342856. OCLC  51553643.[страница нужна ]
  57. ^ "Что такое гидротермальный источник?". Национальная океанская служба. Национальное управление океанических и атмосферных исследований. Получено 10 апреля 2018.
  58. ^ Лонсдейл, П. (1977). "Кластеризация макробентоса взвеси питания вблизи абиссальных гидротермальных жерл в океанских центрах спрединга". Глубоководные исследования. 24 (9): 857–863. Bibcode:1977DSR .... 24..857л. Дои:10.1016/0146-6291(77)90478-7.
  59. ^ 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. Дои:10.1029 / jb082i033p05336.
  60. ^ а б «Погружайся и открой: экспедиции на морское дно». www.divediscover.whoi.edu. Получено 2016-01-04.
  61. ^ Дэвис, Ребекка; Джойс, Кристофер (5 декабря 2011 г.). «Глубоководная находка, изменившая биологию». NPR.org. Получено 2018-04-09.
  62. ^ 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. Дои:10.1126 / science.203.4385.1073. PMID  17776033. S2CID  39869961.
  63. ^ Франшето, Дж (1979). «На Восточно-Тихоокеанском поднятии обнаружены массивные месторождения глубоководных сульфидных руд» (PDF). Природа. 277 (5697): 523. Bibcode:1979Натура.277..523F. Дои:10.1038 / 277523a0. S2CID  4356666.
  64. ^ Macdonald, K. C .; Беккер, Кейр; Spiess, F. N .; Баллард, Р. Д. (1980). «Гидротермальный тепловой поток жерл« черного курильщика »Восточно-Тихоокеанского поднятия». Письма по науке о Земле и планетах. 48 (1): 1–7. Bibcode:1980E и PSL..48 .... 1M. Дои:10.1016 / 0012-821X (80) 90163-6.
  65. ^ Haymon, Рэйчел М .; Кастнер, Мириам (1981). «Отложения горячих источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии на 21 ° с.ш.: предварительное описание минералогии и генезиса». Письма по науке о Земле и планетах. 53 (3): 363–381. Bibcode:1981E & PSL..53..363H. Дои:10.1016 / 0012-821X (81) 90041-8.
  66. ^ «Новое подводное отверстие предполагает мифологию о змееголовом» (Пресс-релиз). EurekAlert!. 18 апреля 2007 г.. Получено 2007-04-18.
  67. ^ "Биби". База данных Interridge Vents.
  68. ^ German, C. R .; и другие. (2010). «Различные стили подводной вентиляции на сверхмедленном спуске Среднего Каймана» (PDF). Труды Национальной академии наук. 107 (32): 14020–5. Bibcode:2010PNAS..10714020G. Дои:10.1073 / pnas.1009205107. ЧВК  2922602. PMID  20660317. Получено 2010-12-31. Сложить резюме – SciGuru (11 октября 2010 г.).
  69. ^ Шукман, Давид (21 февраля 2013 г.). «Самые глубокие подводные жерла, обнаруженные британской командой». Новости BBC. Получено 21 февраля 2013.
  70. ^ Броуд, Уильям Дж. (12 января 2016 г.). "Вулкан 40 000 миль". Нью-Йорк Таймс. ISSN  0362-4331. Получено 2016-01-17.
  71. ^ 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). 68 (3): 395–407. Дои:10.18268 / bsgm2016v68n3a2. JSTOR  24921551.
  72. ^ 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. Дои:10.1002 / 2013GC004998.
  73. ^ 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. С .; Герман, Кристофер Р .; Шанк, Тимоти; Boersch-Supan, Philipp H .; Алкер, Белинда Дж .; Акилина, Альфред; Беннет, Сара А .; Кларк, Эндрю; Динли, Роберт Дж. Дж .; Graham, Alastair G.C .; Грин, Дэррил Р. Х .; Хоукс, Джеффри А .; Хепберн, Лаура; Иларио, Ана; Huvenne, Veerle A. I .; 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. Дои:10.1371 / journal.pbio.1001234. ЧВК  3250512. PMID  22235194.
  74. ^ Перкинс, В. Г. (1 июля 1984 г.). «Кремнеземистые доломиты и медные рудные тела Маунт-Иса; результат системы синтектонических гидротермальных изменений». Экономическая геология. 79 (4): 601–637. Дои:10.2113 / gsecongeo.79.4.601.
  75. ^ а б Мы собираемся начать разработку гидротермальных источников на дне океана. Наутилус; Брэндон Кейм. 12 сентября 2015.
  76. ^ Ginley, S .; Diekrup, D .; Ханнингтон, М. (2014). «Классификация минералогии и геохимии полосчатого железного пласта типа Альгома, Темагами, ОН» (PDF). Получено 2017-11-14.
  77. ^ «Рассвет глубоководной добычи полезных ископаемых». Все, что мне нужно. 2006.
  78. ^ Правительство Канады, Global Affairs Canada (2017-01-23). «Обзор рынка горнодобывающего сектора за 2016 год - Япония». www.tradecommissioner.gc.ca. Получено 2019-03-11.
  79. ^ «Освобождение ресурсов Японии». The Japan Times. 25 июня 2012 г.
  80. ^ «Наутилус очерчивает зону сульфидов морского дна с высоким содержанием золота и меди» (Пресс-релиз). Наутилус Минералс. 25 мая 2006 г. Архивировано с оригинал 29 января 2009 г.
  81. ^ «Минералы Нептуна». Получено 2 августа, 2012.
  82. ^ Birney, K .; и другие. «Возможная глубоководная добыча массивных сульфидов на морском дне: тематическое исследование в Папуа-Новой Гвинее» (PDF). Калифорнийский университет в Санта-Барбаре, Б.
  83. ^ "Сокровища из глубины". Мир химии. Январь 2007 г.
  84. ^ Амон, Дива; Талер, Эндрю Д. (2019-08-06). «262 путешествия по дну моря: глобальная оценка макро- и мегафауна биоразнообразия и исследовательские усилия в глубоководных гидротермальных жерлах». PeerJ. 7: e7397. Дои:10.7717 / peerj.7397. ISSN  2167-8359. ЧВК  6688594. PMID  31404427.
  85. ^ Секрет на дне океана. Давид Шукман, Новости BBC. 19 февраля 2018.
  86. ^ Деви, C.W .; Фишер, C.R .; Скотт, С. (2007). «Ответственная наука на гидротермальных источниках» (PDF). Океанография. 20 (1): 162–72. Дои:10.5670 / oceanog.2007.90. Архивировано из оригинал (PDF) 23 июля 2011 г.
  87. ^ Джонсон, М. (2005). «Океаны тоже нуждаются в защите от ученых». Природа. 433 (7022): 105. Bibcode:2005Натура.433..105J. Дои:10.1038 / 433105a. PMID  15650716. S2CID  52819654.
  88. ^ Джонсон, М. (2005). «Источники Deepsea должны стать объектами всемирного наследия». Новости MPA. 6: 10.
  89. ^ Tyler, P .; Немецкий, C .; Танниклифф, В. (2005). «Биологи не представляют угрозы для глубоководных жерл». Природа. 434 (7029): 18. Bibcode:2005 Натур.434 ... 18 т. Дои:10.1038 / 434018b. PMID  15744272. S2CID  205033213.

дальнейшее чтение

внешние ссылки