海底“白煙囪”是如何形成的？

在深不可測的海底上空，聳立著一個個黑色煙囪狀的怪物，蒸汽騰騰，煙霧繚繞，煙囪里冒出的煙的顏色大不相同。有的煙呈黑色，有的煙是白色的，還有清淡如暮靄的輕煙…… 這是1979年美國科學(xué)家比肖夫博士等人乘坐“阿爾文”號潛水器在加利福尼亞灣的外

一些大洋中脊海底出露的橄欖巖與海水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生大量的熱量，驅(qū)動了一種新類型的海底熱液噴發(fā)活動。這種特殊的熱液堿度高，幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。當熱液噴出海底時，就形成了主要由碳酸鹽礦物構(gòu)成的“白煙囪”。

海底熱泉是地殼活動在海底反映出來的現(xiàn)象。它分布在地殼張裂或薄弱的地方，如大洋中脊的裂谷、海底斷裂帶和海底火山附近。 大西洋、印度洋和太平洋都存在大洋中脊，它高出洋底約3000米，是地殼下巖漿不斷噴涌出來形成的。洋脊中都有大裂谷，巖漿

熱液是名副其實的海底“第一漏”！由“漏”下去的海水形成的熱液，溫度有高有低，熱液成分也大相徑庭！有的熱液在海底噴出后，并非形成我們熟知的“黑煙囪”，而是形成了潔白的“白煙囪”，這又是怎么回事呢？

海底“黑煙囪”是地殼活動，在海底反映出來的現(xiàn)象。它分布在地殼張裂或薄弱的地方，如大洋中脊的裂谷、海底斷裂帶和海底火山附近。大西洋、印度洋和太平洋都存在大洋中脊，它高出洋底約3000米，是地殼下巖漿不斷噴涌出來形成的。洋脊中都有大裂谷

原來，在一些大洋中脊海底，有大量地幔巖的出露，橄欖巖就是其中的典型代表。有趣的是，這些出露在海底的橄欖巖可以與海水發(fā)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)，并產(chǎn)生大量的熱量，從而驅(qū)動了一種新類型的海底熱液噴發(fā)活動。這種特殊的熱液堿度高（pH值為9～11），富含甲烷、氫氣等氣體，幾乎不含鐵、鉛、鋅、銅等金屬元素。因此，當熱液噴出海底時，形成的不是由金屬硫化物組成的“黑煙囪”，而是主要由碳酸鹽礦物（方解石、文石等）構(gòu)成的“白煙囪”！

1979年3月，美國海洋學(xué)家巴勒帶領(lǐng)一批科學(xué)家對墨西哥西面北緯21度的太平洋進行水下考察時，透過潛艇的舷窗，他們看到了濃霧彌漫下的一根根高達六七米的粗大的煙囪般的石柱頂口，噴發(fā)出滾滾濃煙。 將溫度探測器伸進濃煙中，測得溫度竟高達近千攝

相比“黑煙囪”而言，這些“白煙囪”結(jié)構(gòu)致密，不易坍塌，因此可以形成更為壯觀的海底“白煙囪”群。在大西洋被稱為“迷失之城”的熱液場中，矗立著一座以海神“波塞冬”的名字命名的巨型“白煙囪”。它的高度超過60米，延伸范圍接近100米，是目前已知的全球最大的海底熱液活動形成的“煙囪”。

實際上，海底熱泉的活動并不一定形成煙囪。早在20世紀60年代，科學(xué)家們在紅海發(fā)現(xiàn)了許多奇異的現(xiàn)象，比如水溫和鹽度偏高，接著就出現(xiàn)了高溫鹵水。1967年，在一處海淵中發(fā)現(xiàn)了在熱泉周圍形成的海底多金屬軟泥。從此，揭開了人類研究現(xiàn)代熱液礦產(chǎn)

海底“白煙囪”不但體積巨大，而且形態(tài)變化多端。它們有的像寶塔、像佛手，令人聯(lián)想到佛教寺廟；有的像石筍、像瀑布，猶如石灰?guī)r溶洞的景象。更難能可貴的是，這些“煙囪”主要由潔白無瑕的碳酸鹽礦物組成。雪白精致、形態(tài)各異的“白煙囪”聳立在海底，猶如大自然創(chuàng)造出的一件件精美絕倫的藝術(shù)珍品。

1977年10月，美國伍茲霍爾海洋研究所所屬的深海潛水器“阿爾文”號在加拉帕戈斯群島海域率先發(fā)現(xiàn)海底熱泉生態(tài)區(qū)。這個海底熱泉生態(tài)區(qū)位于東太平洋，水深2，500米。這里也是地球上地殼最薄的地方。熱泉生態(tài)區(qū)熱液的噴出速度高達每秒數(shù)米。熱液噴出

從海底“白煙囪”噴發(fā)出的熱液流體溫度并不太高（40～91℃）。這樣的流體溫度，為那些喜溫和嗜熱的微生物群落提供了極佳的生存場所。特別是在“煙囪”壁的孔隙中，棲息著各種各樣的化能自養(yǎng)微生物。它們有的以氫氣為食，有的以甲烷為食，以獲取能量合成有機質(zhì)。對于它們而言，這些甲烷和氫氣就是其生長所需要的珍饈美味，而熱液流體就是它們最喜歡的營養(yǎng)濃湯！

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海底奇特的“黑煙囪”是什么？

“黑煙囪”是聳立在海底的硫化堆積物，呈上細下粗的圓筒狀，因形似煙囪狀，所以被科學(xué)家形象地稱為“黑煙囪”。它們的直徑從數(shù)厘米到2米，高度從數(shù)厘米到50米不等。位于海底的“黑煙囪”堆積群及其堆積物有點像教堂或廟宇建筑的復(fù)雜尖頂，規(guī)模較大的堆積物可以達到體育e5a48de588b6e79fa5e9819331333431346364館體積大小的百萬噸以上。

專家們認為，海底“黑煙囪”的形成過程很復(fù)雜，它與礦液和海水成分、溫度間存在的差異有關(guān)。由于新生大洋地殼或海底裂谷地殼的溫度較高，海水沿裂隙向下滲透可達幾千米，在地殼深部加熱升溫后，淋濾并溶解巖石中的多種金屬元素，又沿著裂隙對流上升并噴發(fā)在海底。它們剛噴出時為澄清的溶液，與周圍的海水混合后，很快變成“黑煙”并在海底及其淺部通道內(nèi)堆積成硫化物。

目前，科學(xué)家已經(jīng)在各大洋的150多處地方發(fā)現(xiàn)了“黑煙囪”區(qū)，它們主要集中于新生大洋的地殼上，如大洋中脊和弧后盆地擴張中心的位置上。2003年“大洋一號”開展了我國首次專門的海底熱液硫化物調(diào)查工作，拉開了進軍大洋海底多金屬硫化物領(lǐng)域的序幕。經(jīng)過長期不懈的“追蹤”，終于發(fā)現(xiàn)了完整的古海底“黑煙囪”，它們的地質(zhì)年齡初步判斷為14.3億“歲”。此前，這不僅進一步了解了大洋深處海底熱液多金屬硫化物的分布情況和資源狀況，也為地球科學(xué)從理論上有一個新的質(zhì)的飛躍做了鋪墊。

海底“黑煙囪”的閱讀答案 1.歸納本文主要內(nèi)容 2.海底“黑煙囪”有什么特點？

海底黑煙囪在成因上屬于什么巖石

地球上的第一個生命真的是從海底煙囪里出來的嗎？

我們的祖先又是怎么出來的呀 在原始地球上 到處一片荒蕪 第一個生命體到底是如何出現(xiàn)的了？我們?nèi)祟惖募覉@，地球其實早在46億年前就形成了，但當時的地球并沒有生物的存在，可以說是一片死氣沉沉，那地球上的第一個生物是從哪來的呢？

其實地球上的第一個生物，誕生于海洋。46億前，地球形成了，熾熱的液體長時間的冷卻后，沉積下來成為了地核，其他密度小的物質(zhì)則包裹在外面，最終形成了地球。地球由于與太陽的距離剛剛好，因此隨著地殼運動和火山噴發(fā)，水蒸氣能夠幸運的保留下來，長時間的累積就形成了生命的搖籃——原始海洋。而在這片海洋當中，地殼的運動仍然劇烈，不僅有火山的噴發(fā)，甚至閃電、暴雨都是家常便飯，長期以來不同元素的物質(zhì)就會開始碰撞。一些機緣巧合之后就開始合成有機分子甚至生物單體，于是地球上第一個生命細胞就誕生于不同元素物質(zhì)的不斷碰撞當中，距今約7a686964616f3133343136633535億年前。

而光有生命細胞可不夠，要想延續(xù)下去就必須學(xué)會繁衍，否則最終還是會消失。而在原始海洋當中，藍藻就成為了第一個學(xué)會繁衍的細胞，它已經(jīng)擁有了自我復(fù)制的能力，因此藍藻能夠進行光合作用的同時，保證自己能夠生存下去，不會成為這個世界的匆匆過客。隨著時間的推移，單細胞生物也開始向多細胞生物進化，開始有了更多的組織和功能。

慢慢的細胞膜也出現(xiàn)了，于是生命不再那般脆弱，自此之后的細胞有了更多生存和繁衍下去的資本。再經(jīng)過幾十億年的進化和積累，才有了我們現(xiàn)在色彩斑斕的地球。

“黑煙囪”是如何驚現(xiàn)海底？

執(zhí)行中國大洋19航次科考任務(wù)的“大洋一號”科考船在西南印度洋發(fā)現(xiàn)了新的海底熱液硫化物活動區(qū)域——俗稱“黑煙囪”，實現(xiàn)了中國人在該領(lǐng)域零的突破，標志著我國已成為世界上發(fā)現(xiàn)洋中脊海底熱液活動區(qū)的少數(shù)國家之一。

當?shù)貢r間2007年3月1日早上，“大洋一號”派出水下機器人潛航到2800米水深的西南印度洋中脊上，在離海底5米的高度進行了10個多小時的連續(xù)拍攝。圖像清晰地顯示了海底正在冒黑煙的“黑煙囪”，黃褐色的混濁液體從海底不斷噴涌而出。探測結(jié)果表明，活動的“黑煙囪”直徑約100米，屬于體型較大的一個。

更為幸運的是，我國科學(xué)家在取得的樣品中還發(fā)現(xiàn)了附著的生物個體。因為該區(qū)域是大西洋和太平洋不同生物群的交錯地帶，因此，這將有利于研究全球洋中脊熱液生物多樣性分布與遷移活動，而這些因素與生命的起源息息相關(guān)。

但是，與2005年首次環(huán)球航次所觀察到的其他洋底活動熱液區(qū)不同，這個新發(fā)現(xiàn)的活動熱液區(qū)大型生物相對較少，我國科學(xué)家正在分析其原因。

我國此次在印度洋中脊首次發(fā)現(xiàn)“黑煙囪”，也是世界上首次在西南印度洋中脊和超慢速擴張洋中脊發(fā)現(xiàn)并“捕獲”海底熱液硫化物活動區(qū)及樣品，證實了在超慢速擴張洋中脊上也存在熱液噴口活動區(qū)的推斷。

對此，中國大洋協(xié)會辦公室主任張利民興奮地說，這次發(fā)現(xiàn)“不僅實現(xiàn)了我國海底考察區(qū)域由單一的太平洋向三大洋轉(zhuǎn)變，而且實現(xiàn)了由單一多金屬結(jié)核資源調(diào)查向多種資源調(diào)查和資源與科學(xué)研究相結(jié)合的戰(zhàn)略性轉(zhuǎn)變”。

19航次第一、二航段首席科學(xué)家陶春輝介紹說，海底熱液是20世紀海洋地質(zhì)學(xué)最重要的科學(xué)發(fā)現(xiàn)之一，對海底熱液的研究處于當今科學(xué)研究的前沿。由于洋中脊巖漿活動，不但硫化物沉淀到“黑煙囪”附近的海底，多金屬元素也在此富集。同時，巨大的熱通量、海底熱液生物、“黑暗生物鏈”等與生命起源有關(guān)的e5a48de588b67a6431333366306466因素，也有助于研究生物的起源。

海底“黑煙囪”有什么特點

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