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什麼是熱液噴口?煙囪、溫泉、礦物質,以及特殊生命體的家

作者:由 FUN知識點 發表于 曲藝日期:2022-06-09

噴口練習指的是什麼

在“深海勇士”號公佈的影片裡,我們看到了海底2000米生物的樣子。除了影片裡可見的鎧甲蟹、貽貝、盲蝦外,那裡還“隱藏”著許多神秘群體。它們隨著1979年“熱液噴口”(hydrothermal vent)的發現,逐漸進入人們的視野,熱液溫泉、熱液煙囪周圍,就是這些奇特生命體的家園。

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熱液噴口的形成

地球不同板塊的相互緩慢移動,會形成被稱為“洋中脊”(mid-oceanic ridge)的巨型水下山脈,作為一種構造帶,它是板塊分離的地方,同時也是新地殼產生的地方。洋中脊軸部不僅地震和火山活動頻繁,也是熱液噴口的形成地。

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由於海水能夠透過洋中脊的裂縫向下滲透,在受到超過1000攝氏度的岩漿加熱後,被加熱的海水向上流動,沿著板塊之間的邊界向外噴發,因此形成了深海熱液噴口。這些噴出的溶液由水和化學物質組成,溫度從100攝氏度到350攝氏度不等,像是海底冒著煙的煙囪。

熱液噴口的型別

目前已知的海底熱液噴口有大約150個,根據熱液的溫度、顏色和其中所含的礦物質,可以將煙囪分為黑煙囪(black smokers)和白煙囪(white smokers)兩種。

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黑煙囪位於深海區,即海平面以下1000到4000米,大多數集中在2500米到3000米處。之所以會呈現出黑色,主要是由於含量較高的硫化物,當溫度高達320攝氏度到400攝氏度的熱液,與溫度較低的海水(約為2攝氏度)接觸時,硫化物迅速產生沉澱,從而形成巨大的黑色煙囪。

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白煙囪與黑煙囪相似,但是它們離洋中脊相對較遠,熱液溫度也相對較低,大約在100攝氏度到320攝氏度之間,其特有的白色來自於溶解的鈣、矽、鋇等礦物質。

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奇特生命的家

熱液噴口周圍,生活著地球上最為獨特的生物群落。高溫熱液、硫化物等礦物質構成的特殊環境,為一些物種提供了獨一無二的生存家園。

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在1979年科學家們首次發現熱液噴口時,就認識了巨型管蠕蟲(Riftia pachyptila)。成群的蠕蟲生活在熱液噴口附近,最長的巨型管蠕蟲身長可達2。5米,它們沒有口腔和消化道,透過體內共生的細菌汲取營養,細菌透過分解熱液口噴出的化學物質,產生有機分子,巨型管蠕蟲則透過這些分子獲取能量。

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2005年,科學家在南太平洋復活節島水下1500米左右的熱液噴口附近,發現了一種白色的螃蟹,它們有著毛茸茸的鉗和腿,因此被命名為雪人蟹(Kiwaidae)。雪人蟹沒有視覺功能,身上遍佈著淡黃色的細菌群落,幫助它們分解熱液中的毒液。據估計,在熱液噴口附近由於生存空間有限,大約每平方米就有700只雪人蟹。

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熱液噴口章魚(Vulcanoctopus hydrothermalis)的獨特之處在於它沒有任何色素沉著,也沒有墨囊。首先,由於生存環境的特殊,潛在的捕食者視力水平都比較低,章魚也就沒有必要透過改變身體顏色進行偽裝。其次,它們不會像其他章魚一樣噴射墨汁,科學家推測這與其生存地狹小有關,噴射墨汁會讓它們向反方向加速移動,這很容易使它們離噴口過近或者過遠,造成體溫過高或過低而死亡。

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對於熱液噴口的研究,充滿未知和驚喜。一方面,熱液噴口有助於以熱量的形式將地球能量從內部轉移到表面;另一方面,它提供了一種地球上其他任何地方都不存在的環境,孕育出豐富而複雜的生態系統和生物棲息地。

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此外,透過研究生物如何在熱液噴口附近的特殊條件下生存,有助於更好地瞭解生命起源,以及其他星球上可能存在的生命跡象。

你對

海底熱液噴口的生物

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