Чем горячие источники на дне Йеллоустонского озера отличаются от глубоких гидротермальных источников на морском дне?

Aug 05, 2023

Гидротермальные источники на дне океана, такие как знаменитые «черные курильщики», и источники на дне Йеллоустонского озера имеют некоторые общие черты, но они также характеризуются различными типами флюидного химического состава и минеральными отложениями.

«Хроники Йеллоустонской кальдеры» — это еженедельная колонка, которую пишут ученые и сотрудники Йеллоустонской вулканической обсерватории. На этой неделе статью представил Пэт Шэнкс, почетный геолог-исследователь Геологической службы США.

Открытие гидротермальных систем на дне океана в конце 1970-х годов считается одной из величайших научных находок 20-го века и имеет значение для притока химических веществ и тепла в океаны, образования некоторых месторождений полезных ископаемых и происхождения жизнь. За последние 50 лет глубоководные гидротермальные жерла были обнаружены вдоль границ плит во всех океанах мира.

Гидротермальные источники также встречаются на дне Йеллоустонского озера, и гидротермальные системы озера были в центре внимания многих недавних исследований. В исследованиях горячих источников на дне Йеллоустона Геологической службой США, начиная с 1999 года, использовались многолучевые гидролокаторы и профили сейсмического отражения дна озера в сочетании с прямыми наблюдениями с использованием погружных аппаратов с дистанционным управлением (ROV). В ходе этих исследований были обнаружены сотни кратеров, связанных с ранее активными гидротермальными источниками, и десятки действующих в настоящее время горячих источников. Совсем недавно междисциплинарный проект «Гидротермальная динамика Йеллоустонского озера», который финансировался Национальным научным фондом, Глобальным фондом исследования океана, Службой национальных парков и Геологической службой США, предоставил дополнительное понимание геологии, геохимии, и геофизика жерловых систем.

На дне Йеллоустонского озера с помощью ROV были взяты образцы нескольких различных типов горячих источников. Самая глубокая и одна из наиболее активных жерловых зон на дне озера, называемая жерловым полем Deep Hole и расположенная к востоку от острова Стивенсон, имела температуру до 174 ° C (345 ° F) и обусловлена ​​преобладанием пара (H2O). -CO2-H2S), расположенная на глубине около 15 м (49 футов) ниже дна озера. Напротив, в заливе Мэри, кратере Эллиотта и в Вест-Тамбе есть горячие источники на дне озера с более высоким содержанием хлоридов.

Итак, насколько похожи гидротермальные жерла Йеллоустонского озера на знаменитые глубоководные гидротермальные системы «черного курильщика»? Есть несколько общих черт. Обе системы нагреваются магматическими телами на глубине: горячая вода поднимается вверх и переносит химические вещества, растворенные в результате реакций с горячими камнями и газами, полученными из магмы. В обоих типах систем, когда глубоко циркулирующие и нагретые жидкости поднимаются к морскому дну или дну озера, эти жидкости продолжают вступать в реакцию с окружающими породами или отложениями и охлаждаться. При уменьшении давления они могут разделиться на две фазы: газообразную жидкость с преобладанием пара и более плотную жидкость со свойствами жидкости. Смешение более холодных флюидов, циркулирующих через породы дна озера или океана, может происходить на любой глубине, но чаще встречается на мелководье или внутри самих гидротермальных источников. Гидротермальные жидкости со дна моря или озера образуют плавучие шлейфы, когда они попадают в толщу воды.

Но Йеллоустонское озеро и гидротермальные системы морского дна также имеют некоторые важные различия, в том числе:

Таким образом, хотя горячие источники на дне Йеллоустонского озера и на морском дне имеют общее сходство, они имеют различия в физических (глубина, давление, температура) и геохимических условиях (пресная вода по сравнению с морской водой; богатые железом и серой базальтовые породы по сравнению с кремнеземом). -богатые риолиты), что приводит к совершенно различным химическим потокам и отложениям.

Термальные воды Йеллоустона не просто горячие — они также содержат множество элементов, некоторые из которых потенциально токсичны! Мышьяк - это...

Йеллоустонский национальный парк имеет одну из самых высоких концентраций континентальной геотермальной активности на Земле и включает в себя необычайный...