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海底存在不会上升的巨大气泡?——深海热液区首次发现了气态水

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中国科学院海洋研究所 “科学”号科考船,在深海热液区首次观测到气态水存在的证据。通过“发现”号高清摄像头发现有大量“蘑菇型”热液烟囱结构形成的倒置湖。该区域倒置湖内水体,从顶部至底部依次为高温蒸汽相、热液流体与海水混合相以及底层的正常海水相。顶部流体的温度最高可达383.3℃。首先我们要了解下什么是热液:热液又称汽水热液,是地质作用中以水为主体,含有多种具有强烈化学活性的挥发份的高温热气溶液。在不同的地质背景条件下,可形成不同组成、不同来源的热液。温度多在50-400℃。组成物质除水以外,含金属及化学物质。是后生地质活动的重要参与者与关键性因素。对于绝大多数金属矿产和变质岩的形成起着决定性作用。接下来我们看下热液的类型:根据所含物质和附近地理环境等可以分为岩浆成因热液、变质成因热液、建造水热液、大气水热液、热卤水、地幔初生水热液。最后我们来说一下我们首次发现的热液区的气态水气态水就是水达到了它的气化温度,这就相当于在海底存在一个大的气泡,但这个大的气泡不往上上升的原因是,我们在气态水上面盖了一层热液硫化物的矿物,它就相当于一个倒扣的碗一样,把这个气泡罩住了。气态水的形成原因气态水能够在该区域的海底之上存留,得益于该区域独特的热液烟囱构造。“蘑菇型”烟囱结构形成了一个半封闭的体系,将过热的高温流体与周围低温海水隔离。高温热液喷发物通过倒置湖的镜面(气液界面)向海水缓慢扩散,这种特殊的喷发模式有利于热液硫化物在烟囱边缘沉淀,从而减弱对海洋环境的影响。金属元素的溶解与运移受到流体密度的控制,因此低密度气相和超临界相热液喷发系统在元素分配和硫化物矿化过程上与常规热液系统有明显差异。当前,超临界相与气相热液喷发系统仅在洋中脊热液区被观测到,此次在弧后热液区观测到的气相热液喷发系统与洋中脊的超临界相与气相的喷发系统相比,具备更加稳定的喷发条件。深海热液系统的重要意义深海热液系统孕育了丰富的矿产和基因资源,更是被认为与生命起源相关,一直备受科学界关注。据专家介绍,气态水能够在该区域的海底之上存留,得益于该区域独特的热液烟囱构造。而此次新发现有助于揭示此类低密度气象,热液喷发系统的热液硫化物矿化过程,以及对深海环境的影响5月28日在地球科学权威刊物《地球物理学研究快报》上正式发表。

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