Окенический рифтогенез - Дубинин Е.П.
ISBN 5-89118-198-3
Скачать (прямая ссылка):
Обнаружение новых гидротермальных систем в рифтовых зонах СОХ продолжается. Детальные исследования позволили установить, что гидротермальные выходы на дне океана представлены в виде муаровых вод, экзотичных образований “белых курильщиков” с температурой 100-200° С и “черных курильщиков” с температурой гидротерм в них до 350-400° С [464]. К активным гидротермальным полям приурочены отложения глубоководных полиметаллических сульфидов. Проведенные исследования помогли закартировать распределение гидротермальной активности в рифтовых зонах в конкретных геологических обстановках. На карте (рис. 5.1) показаны известные активные гидротермальные выходы на дне океана, а в таблице 5.1 суммированы основные их характеристики, заимствованные из обобщающей работы Р.Лоувелла с соавторами [367].
1 Гидротермальная конвекция была предсказана теоретически за несколько лет до экспериментального обнаружения [359, 115, 134]
Открытие гидротермальных систем на дне океана привело к переоценке термического и геохимического бюджета Земли и кардинальному пересмотру биологических процессов на дне океана. Химические реакции между океанической корой и морской водой изменяют как состав коры, так и состав циркулирующей морской воды. Тем самым гидротермальная циркуляция оказывает существенное влияние на глобальный геохимический цикл химических элементов в литосфере и гидросфере.
Обнаружение хемосинтетических экосистем, состоящих из бактерий, которые используют химическую энергию, полученную за счет окисления газов, растворенных в гидротермальных растворах, заставило пересмотреть взгляды ученых на биологические процессы на дне океана. Пространственная локализация интенсивных гидротермальных выходов, очень большой термический и химический градиенты, разнообразие живых организмов, приуроченных к таким выходам, и их приспособленность к сильно токсичным условиям, создаваемым большой концентрацией некоторых газов и растворенных ионов металлов, делают гидротермальные поля важными природными лабораториями для исследования биологических, биогеохимиче-ских, геологических и океанологических процессов.
Гидротермальная деятельность представляет собой процесс переноса энергии и массы веществ, в пределах земной коры посредством циркуляции воды. Гидротермальные системы широко распространены в океанической коре в самых разнообразных тектонических обстановках, но выходы горячих вод на поверхность имеются лишь в термически активизированных областях. Причинами возникновения конвекции морской воды в океанической коре могут быть тепловое воздействие, неровности рельефа, различие в содержании солей, динамические градиенты давления и т.д. Самым распространенным классом гидротермальных систем являются системы, возбуждаемые тепловым воздействием внедрений магмы [422]. Наиболее активные и высокотемпературные проявления гидротермальной деятельности располагаются в осевой области СОХ над кровлей магматического очага. Гидротермальная деятельность в принципе возникает всякий раз, когда есть достаточное тепловое возмущение обводненной среды.
Впервые довольно четко это было показано на Галапагосском центре спрединга [265]. На южном склоне этого хребта была проведена очень детальная съемка распределения поверхностного теплового потока. На небольшом участке коры с возрастом от 0,1 до 1 млн лет было сделано около 400 измерений. Средний тепловой поток здесь составляет около 300 мВт/м2, тогда как по модели осты-
Рис. 5.1. Глобальное распределение сульфидных рудных отложений на глубоководных гидротермальных полях, по [367]
1 - Впадина Атлантис II в Красном море; 2 - Лакки Страйк (САХ); 3 - Брокен Спур (САХ); 4 - ТАГ (САХ); 5 - Снейк Пит (САХ); 6 - г. Магик (хр. Эксплорер); 7, 8 - хр. Эндевер; 9 - Осевой вулкан (хр. Хуан де Фука); 10 - Клефт (хр. Хуан де Фука); 11 - Клифф (хр. Горда); 12 -- Неска и Сеска (трог Эскапаба, хр. Горда); 13 - Гуаймас (Калифорнийский залив); 14 - 21° с.ш. (ВТП); 15 - 11-13°с.ш. (ВТГ1); 16 - Вентура (ВТГ1); 17 - 86° з.д. (Галапагосский центр спрединга); 18 -г. Макдональд; 19 - г. Лойхи (Гавайи); 20 - бассейн Лау; 21 - северный бассейн Фиджи; 22 - западный бассейн Вудларк; 23 - бассейн Манус; 24 - Алиса (Марианский трог); 25 - Джада (трог Окинава); 26 - вулкан Пийпа; 27 - Сонне (Центральный Индийский хребет)
Таблица 5.1. Характеристики глубоководных гидротермальных систем, по [367]
Расположение Скорость ттт, Скорость Вынос теп Площадь
спрединга, °с излияния ловой гидротер
см/год флюида, м/с энергии, мального
мВт поля, м2
Ашес (хр. Хуан де Фука) 6,0 326 0,1-0,9 2,4-6,4 104
Хр. Эндевер 6,0 400 0,5 70-236 103
1 Гс.ш. (ВТП) 9,0 347 0,4-1,2 2,4-25 з-ю3
2Гс.ш. (ВТП) 6,0 350 0,7-2,4 114-311 -
ТАГ (26°с.ш. САХ) 2,6 366 0,5-3,0 225 3-104
