Недалеко от границ океанических плит много подводных гидротермальных источников, но большинство из них извергает горячие сернистые растворы. Термальное поле Куньлунь в Тихом океане — редкое исключение, там со дна поднимается чистый водород —  пишет « Hi-Tech_Mail.ru ».  

Дмитрий Павлов

Автор Hi-Tech Mail

Гидротермальные поля Куньлунь
Ландшафт гидротермальной провинции Куньлунь в Тихом океане.Источник: https://www.sciencealert.com/

Пилотируемый подводный аппарат, исследующий глубины Тихого океана, пролил свет на огромный подводный «мегаполис». Извилистая система глубоких кратеров и доломитовых стен превосходит по размаху и красоте знаменитый Затерянный город в Атлантике. Сквозь завесу пузырьков газа призрачные карбонатные стены и зубчатые скалы вокруг двадцати гидротермальных источников мерцают как глубоководный мираж.

Недавно открытое гидротермальное месторождение площадью 11,1 квадратного километра более чем в сто раз превышает по размерам атлантический аналог. Затерянный город с его зубчатыми башнями и шпилями был обнаружен в 2000 году недалеко от Срединно-Атлантического хребта. Это было крупнейшее в мире скопление донных гидротермальных родников. Теперь его славу затмило другое крупное скопление термальных источников, обнаруженное на другом конце света, к северо-востоку от Папуа — Новой Гвинеи.

Исследователи из Лаошаньской лаборатории и Китайской академии наук назвали тихоокеанский аналог гидротермального поля Куньлунь (Kunlun). Как и в случае с Затерянным городом, их открытие иллюстрирует одну из гипотез происхождения жизни на Земле. Подводную гидротермальную провинцию Куньлунь не следует путать с одноименным горным хребтом на западе Китая.

Уникальное морское дно Куньлуня извергает богатые водородом жидкости при температуре ниже 40°C. Это намного холоднее, чем у так называемых «черных курильщиков» (black smokers) — других гидротермальных источников, которые напоминают подводные дымоходы. Из них с большой силой выталкивается горячая вода с обильно растворенными в ней сернистыми соединениями.

Черные курильщики
Пример глубоководных «черных курильщиков» (black smokers). (NOAA)Источник: https://www.sciencealert.com/

Богатые водородом флюиды Куньлуня предположительно напоминают «теплые супы», которые существовали на Земле миллиарды лет назад, когда зародилась жизнь. Это место идеально подходит для дальнейших исследований того, как биологические структуры могут формироваться из неорганических и органических веществ.

Ученых особенно интересует экологический потенциал Куньлуньского поля. Наблюдения за разнообразными глубоководными организмами, процветающими в этой среде, в том числе за креветками, короткохвостыми раками, анемонами и трубчатыми червями расширяет понимание хемосинтеза — метаболизма, основанного на водороде.

На основе анализа гидротермального поля исследователи пришли к выводу, что на Куньлунь приходится до 8% потока абиотического водорода из всех подводных источников в мире. По словам биологов и морских геологов, это выдающийся вклад всего одной системы в экологию Мирового океана.

Гидротермальная провинция Куньлунь
(А) Места скопления гидротермальных трубок (желтая рамка). (Б) Двадцать гидротермальных трубок были обнаружены на “высокогорье” в пределах 50-80 км от впадины Муссау (белые кружки). Диаметр этих труб варьируется от 450 до 1800 м, а глубина — от 30 до 130 м. Четыре трубы (белые коробки), названные Лаошань, Чжушань, Лухуиту и Вэньхай, были исследованы с помощью подводных аппаратов. Подробные размеры и названия всех 20 труб приведены в таблице S1 работы Ли и др. (10). (C) Карта трубопровода Лаошань. Это труба овальной формы длиной 1000 м и шириной 600 м. (D) На дне больших труб имеется множество небольших трубок/углублений разного размера (до 20 м в диаметре). На рисунке показано углубление диаметром 3 м. (E) В трубке Вэньхай наблюдается обилие аутигенных карбонатов, а гидротермальные потоки из трещин образуют крупные карбонатные скопления. (F) В трубке Лаошань наблюдались сильные гидротермальные потоки, в которых обитают различные организмы, такие как креветки-альвинокариды, приземистые омары и морские анемоны. АВТОРЫ: [(D) и (F)] Л. ЛИ/ЛАОШАНЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ и (E) Х. ЧЖАН/ЛАОШАНЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ.Источник: https://www.science.org/

В отличие от Затерянного города, который отмечен тонкими зубчатыми башнями из доломита, кратеры в Куньлуне могут достигать сотен метров в диаметре и более 100 метров в глубину. Даже неглубокие впадины обычно имеют глубину более 30 метров.

По сравнению с карбонатными башнями, образовавшимися в Затерянном городе, эти трубы и ямы обеспечивают более продолжительный и стабильный период эволюции, создавая потенциально более подходящую среду для зарождения жизни.

Куньлуньские трубки образовались в результате проникновения морской воды в мантию Земли. Взаимодействие жидкости и раскаленных горных пород привело к выделению тепла и свободного водорода. На первом этапе формирования, вероятно, произошел мощный взрыв, в результате которого образовался один большой кратер. Затем, по мере образования трещин в горных породах, в результате реакций с соленой водой выделялось еще больше водорода. Со временем карбонатные отложения постепенно закупорили эти каналы, и водород снова начал накапливаться, что привело к более слабым взрывам и образованию сравнительно небольших кратеров.

Эволюция Куньлуня
Модель развития трубчатого роя Куньлунь и наблюдения на месте. На основе наблюдений, приведенных в этом исследовании, гидротермальная система трубчатого роя Куньлунь пережила четыре стадии. (А) Стадия 1: Сильный взрыв. В результате взрыва водорода образовались большие трубы из-за серпентинизации. (Б) Широко распространенные брекчии в трубке Лаошань, указывающие на взрывы на стадии 1. (В) Стадия 2: Интенсивное извержение. Аутигенный доломит (рис. 2B) предполагает, что температура гидротермальных флюидов, вероятно, находилась в диапазоне от 40° до 80°C, которая при более низких температурах изменялась на кальцит. (D) На сильные гидротермальные извержения указывают плотные гидротермальные трубки в трубке Лаошань, что указывает на сильную гидротермальную активность на стадии 2. (E) Стадия 3: Диффузионное извержение. Канал для жидкости становится все меньше и меньше из-за наличия аутигенных карбонатов и может быть даже закрыт. Следовательно, накопление водорода вызвало небольшие взрывы, за которыми затем последовали диффузионные гидротермальные потоки. (F) Гидротермальная яма диаметром 5 м, на дне которой видны диффузионные гидротермальные потоки. Две рыбы-скорпиона обнаружены вблизи гидротермального источника. Такого рода гидротермальные трубки/ямы диаметром от 1 до 20 м встречаются группами во всех четырех трубках, исследованных в этом исследовании. (G) Стадия 4: Фаза вымирания. Гидротермальные трубки/ямы покрыты отложениями. Стока не наблюдается из-за прекращения серпентинизации снизу. (H) Пример потухших ям в трубе Чжушань, которые также наблюдаются в других трубах. АВТОРЫ: [(B), (D) и (F)] Л. ЛИ/ЛАОШАНЬСКАЯ ЛАБОРАТОРИЯ и (H) У. СУН/ИНСТИТУТ ОКЕАНОЛОГИИ АКАДЕМИИ НАУК КИТАЯ.Источник: https://www.science.org/

Ожидается, что жерла в конечном счете «потухнут», когда морская вода перестанет достигать горячих глубин и взаимодействовать с богатыми водородом материалами на дне.

На сегодняшний день ученые обнаружили большинство богатых водородом источников вблизи расходящихся тектонических плит. Однако Куньлунь находится в 80 километрах к западу от желоба, на плите Каролина. Исследователи отмечают, что эта система, в которой процветает глубоководная жизнь, может быть идеальным местом для добычи чистого водорода в качестве источника энергии.

Положение провинции Куньлунь доказывает, что генерация водорода в результате серпентинизации может происходить далеко от срединно-океанических хребтов, что заставляет пересмотреть старые теории. Возможно, в океанских глубинах есть и другие подводные «мегаполисы», подобные Куньлуню, которые еще предстоит обнаружить.

Ранее мы рассказали о найденной в тех же края тропической рыбке, названной в честь… Дарта Вейдера.

От qwert.uz