海底为什么有浓烟的情况出现？

Question

如题所述

Answer 1

1979年3月，美国海洋学家巴勒带领一批科学家对墨西哥西面北纬21度的太平洋进行水下考察时，透过潜艇的舷窗，他们看到了浓雾弥漫下的一根根高达六七米的粗大的烟囱般的石柱顶口，喷发出滚滚浓烟。

将温度探测器伸进浓烟中，测得温度竟高达近千摄氏度。经过仔细观察，他们发现浓烟原来是一种金属热液喷泉。当遇到寒冷的海水时，便立刻凝结出铜、铁、锌等硫化物，并沉淀在烟囱的周围，堆成小丘。

在这些温度很高的喷口周围还形成了一种特殊的生存环境，生活着许多贝类、蠕虫类和其他的动物群落。

巴勒等人的发现引起了科学界的极大兴趣。美国密执安大学的奥温认为，这种海底喷泉可能与地球气候的变化有着密切联系。

奥温在研究了从东太平洋海底获取的沉积物和岩样以后，发现在2000万年至5000万年前的沉积物中，铁的含量为现在的5倍至10倍，钙的含量则为现在的3倍。沉积物中钙、铁等的含量会这样高，奥温认为这可能与海底喷泉活动的增强有关。

Answer 2

大海深处有一群“黑烟囱”
这样的“烟囱”被称为深海热液喷口，它们是深藏海底的热泉，近似于陆地上的天然温泉。当海水沿海底裂隙向下渗流，受岩浆热源的加热，再集中向上流动并喷发，就形成了“烟囱”一样的深海热液喷口。
就像人类工厂的烟囱一样，海底的“烟囱”也会冒出不同颜色的“烟”。根据海底热液温度及喷出的矿物成分的不同，一般将海底热液烟囱划分为黑烟囱、白烟囱和低温喷口。
东太平洋发现的黑烟囱，马里亚纳海海沟西北部Eifuku 火山附近的白烟囱
海底“黑烟囱”，通常位于大洋中脊这样热液活动的区域，在300-400℃海水温度下形成。在地形上表现为柱状圆丘，喷出的黑烟富含高浓度的硫化物。
1979年，科学家在加拉帕戈斯群岛（就是促使达尔文获得生命进化论灵感的那个地方！）首次发现了海底“黑烟囱”。当时，美国的阿尔文号（Alvin）载人深潜器正在该岛附近深度约1 650—2 610m的海底进行探测，突然发现数十个冒着黑色和白色烟雾的液流喷涌而出，蔚为壮观。在此之后，科学家们在大西洋、印度洋、北冰洋 、红海等大洋也发现了许多黑烟囱及其热液硫化物。
科学家发现，黑烟囱形成后，可以在海底存在几千年至几万年。随着热液活动的减弱和停止，海底黑烟囱也将逐渐发生溶解和坍塌，甚至完全消失。许多古老的“黑烟囱”分布有限、标志不明显，因而十分难被发现，至今在深海发现的古热液区数量也及其有限。
2018年5月我国科学家有幸在南海两座海山上各发现一处古热液区，分别命名为“南溟”热液区和“楼兰”热液区
黑烟囱虽说其貌不扬，却却能够喷“金”吐“银”。黑烟囱在海底喷口附近沉淀黄铁矿、闪锌矿、黄铜矿、方铅矿等多种硫化物。这些硫化物含有金、银、铜、铅等金属元素，并和石膏、重晶石与沸石类矿物伴生，能够形成极具经济价值的矿产资源。
科学家已在海底发现许多百万吨以上规模的金属硫化物。如东太平洋加拉帕戈斯群岛发现的一个黑烟囱丘体，矿床长1000米，宽200米，高35米，其中35%的质量为铁，10%为铜，0.1%为锌，并含有银、锗等，总储量约为2500万吨，可谓价值连城。
近些年，一些发达国家开始探究一种从海底人工热水喷口收集矿物资源的方法，被称为“黑矿养殖计划”。比起传统的海底探矿与开采，黑矿养殖可谓海底的开心农场，如同种植农作物一般，他们选择养分丰富的地方（金属离子的浓度高的区域），利用人工钻孔给予发芽（矿物长晶）的机会，接着放置成矿培养平台，给予适当的环境生长（海水降温沉积），使其持续沉积矿物，最后达到一定量后将其“收成”。利用这些人工烟囱的矿物学特性可以选择性沉淀和提取相应的元素。这为在低勘探成本和低环境负担下获得海底矿产资源提供了新方向。