『壹』 黑煙囪冒出的不是煙而是黑色液體被稱為什麼
海底熱液。
深海熱液俗稱「黑煙囪」,是大陸板塊與海洋板塊之間的火山口,有200多米高,形狀與煙囪幾乎一模一樣,其附近的溫度高達400℃。深海熱液又可以被稱為「熱液硫化物」。「熱液硫化物」是日益受到國際關注的海底礦藏。
「熱液硫化物」 主要出現在2000米水深的大洋中脊和斷裂活動帶上,是一種含有銅、鋅、鉛、金、銀等多種元素的重要礦產資源。
海底熱液成因
海水從地殼裂隙滲入地下遭遇熾熱的熔岩成為熱液,將周圍岩層中的金、銀、銅、鋅、鉛等金屬溶入其中後從地下噴出,被攜帶出來的金屬經化學反應形成硫化物,這時再遇冰冷海水凝固沉積到附近的海底,最後不斷堆積成「煙囪」。
在「煙囪」的周圍,生活著許多耐高溫、耐高壓、不怕劇毒、無需氧氣的生物群落。這些生物群落有助於科研人員,研究極端環境下生物的生存進化方式,以及生命起源問題全球分布情況。
『貳』 地球上除了以太陽能為能量基礎的生態系統外,還有一個能量基礎完全不同的的生態系統,是什麼其原理和表
是有這樣的生態系統,但可能表述略有不同。
這類生態系統一般稱為「深海熱泉生態系統」,或「熱泉生態系統」。它是以「化能自養生物」為基礎,在深海熱液區建立的一類特殊的生態系統。
深海熱液區的化能自養生態系統位於深海熱液區(水深1000~5 000m),常出現於地殼板塊交界的洋中脊、俯沖帶、弧後盆地和熱點火山。目前世界范圍內已發現600多個深海熱液區。
人們在數千米深的黑*暗海底,發現像燒開水一樣的多股高溫氣水柱,清晰度最高可達300攝氏度,在這股泉水附近生活著眾多生物,包括管棲蠕蟲,蛤類、蝦蟹類和細菌等興旺發達的群落。這些生物群落生活在一個高溫,高壓,缺氧,偏酸和黑暗的環境中。
研究表明,熱泉生態系統與地球上生命起源有關,現今發現的古老細菌,大多都生活在高溫,缺氧,含硫和偏酸的環境中。這種環境與熱泉噴口附近的環境極其相似。
熱泉噴口附近的環境不僅溫度非常高,而且又有大量的硫化物,甲烷,氫氣和二氧化碳等,與地球形成時的早期環境十分相似。
科學家猜測,最初生命可能就是在海底熱泉附近形成。
下圖就是生活在深海熱液區中的生物。
『叄』 海底的黑煙囪冒出的不是煙而是黑色液體被稱為什麼
海底的黑煙囪冒出的不是煙,而是黑色液體,被稱為深海熱液。
深海熱液俗稱「黑煙囪」,是大陸板塊與海洋板塊之間的火山口,有200多米高,形狀與煙囪幾乎一模一樣,其附近的溫度高達400℃。深海熱液又可以被稱為「熱液硫化物」。「熱液硫化物」是日益受到國際關注的海底礦藏。
「熱液硫化物」主要出現在2000米水深的大洋中脊和斷裂活動帶上,是一種含有銅、鋅、鉛、金、銀等多種元素的重要礦產資源。
我國在這方面的成就
遠在東太平洋上執行第20航次科考任務的「大洋一號」於27日傳來好消息。科考船於8月23日、24日在東太平洋海隆赤道附近發現兩處海底熱液活動區,這是我國繼2007年在西南印度洋首次發現新的海底熱液活動區之後,第二次自主發現新的海底熱液區,也是世界上首次在東太平洋海隆赤道附近發現海底熱液活動區。
2018年,中國第34次南極科考南極發現了向陽紅01船首次在南極發現海底熱液與冷泉並存的現象,並獲得了天然氣水合物形成與海底熱液活動密切相關的直接地質與地球物理證據。
『肆』 海底黑煙囪冒出的黑色液體被稱為
海底黑煙囪冒出的黑色液體被稱為深海熱液。
深海熱液又稱為「黑煙囪」,主要是海底深處噴出的高溫流體遇到海水時混合形成的「黑煙」,這些黑煙富含硫化物顆粒,流體成分主要是甲烷、二氧化碳和硫化氫,溫度可以高達400攝氏度。
這些億萬年前生長在海底的「黑煙囪」不僅能噴「金」吐「銀」、形成海底礦藏,具有良好的開發遠景。而且很可能和生命起源有關,並具有巨大的生物醫葯價值。
深海熱液噴口的發現過程
1979年阿爾文號在東太平洋洋中脊深度約2610-1650 m的海底熔岩上首次發現數十個冒著黑色和白色煙霧的煙囪,以及附近的銅、鐵、鋅硫化物堆積形成的丘體,並觀察到約200-400℃的含礦熱液從直徑約15 cm的煙囪中以每秒幾米的速度噴出。
後來在其他大洋(大西洋、印度洋、北冰洋、紅海)、西太平洋弧後盆地也發現了許多黑煙囪及其熱液硫化物,其中以東太平洋洋隆和大西洋洋脊的黑煙囪研究程度最高,並開展了淺部鑽探。近期又在深水湖泊(東非裂谷、貝加爾)或海灣(紐西蘭、希臘)底部也發現黑煙囪及其金屬硫化物。
2013年,英國科學家在加勒比海的開曼海溝,深達5000m的海底一個未曾探測過的區域,發現了一系列熱液噴口。是發現的最深的海底熱液噴口。
『伍』 海底黑煙囪冒出的黑色液體被稱為什麼
稱之為海底熱液。
科學家們通過多年研究發現,原來「黑煙囪」中冒出來的不是煙,而是一種黑色的高溫液體。人們稱之為海底熱液。那些煙囪出口處的溫度可以達到三四百攝氏度,不要說用手去觸碰它了,即便是駕駛著潛水器接近那些「黑煙囪」,也要分外小心。
海底熱液簡介
熱液噴口是海底的間歇泉,人們稱它為海底熱泉。1977年,科學家在加拉帕戈斯裂縫首次發現海底熱泉。發現的熱泉都分布在於太平洋和大西洋的海脊附近,平均深度為海平面以下2100米。海底熱泉是指海底深處的噴泉。
原理和火山噴泉類似,噴出來的熱水就像煙囪一樣,發現的熱泉有白煙囪、黑煙囪、黃煙囪。1979年,美國科學家比肖夫博士首次在太平洋2500米接近海底時,看到這一奇異的景象:蒸汽騰騰,煙霧繚繞,煙囪林立。經過仔細觀察發現在煙囪林中有各種生物生存。
實際上,海底熱泉的活動並不一定形成煙囪。
『陸』 海底的黑煙囪冒出的黑色液體是什麼
海底的黑煙囪冒出的不是煙,而是黑色液體,被稱為深海熱液。
深海熱液俗稱「黑煙囪」,是大陸板塊與海洋板塊之間的火山口,有2多米高,形狀與煙囪幾乎一模一樣,其附近的溫度高達4℃。
熱液硫化物是以下礦物之一大來源:銅、鋅、鉛、金與銀礦,且副產物(co-orby-procts)有鈷Co、錫Sn、Ba、硫S、硒Se、Mn、Cd、銦In、Bi、Te、鎵Ga與鍺Ge。據初步估算,僅紅海中的熱液硫化物中就有鐵24萬噸、銅16萬噸、鋅以及伴生的鉛、銀和金29萬噸。
『柒』 早期的「原始海洋」是什麼樣子的和現在的海洋一樣嗎
地球曾經被海洋覆蓋,地球的生命起源於海洋。然而,科學研究發現,早期地球上的海洋與現在完全不同。最初的海洋是什麼樣的?
“黑煙囪”附近生物鏈的生存環境與太古代生命相似。太古代沒有綠色植物,也沒有光合作用產生大量氧氣。此外,光合作用也可能來源於水熱溶液的“黑煙囪”。U、 美國科學家在5000米深處關閉潛水器的燈5分鍾,並在熱液噴口中發現了亮光。這種光顯然被最早的生物所利用,並顯示出高光合效率的優勢,推動了生物的進化。因此,我們說生命的起源很可能是從海底的“黑煙囪”開始的。
『捌』 深海,科學家發現「第四種相」:物質並非只有固態、液態和氣態
把 水變成冰塊並不稀奇 ,可要是把 類水液體變成像水又像氣呢?
不知道你見過這樣奇妙的物質沒,科學家卻在深海發現了這樣的 「第四種相」。
這種奇妙的物質就如同文章開頭的描述一般, 你很難把它定義為某一種相態。
近年我國發現該物質的地點是 在 西太平洋深處 的一個深海熱液區中。
這種「無相」物質是超臨界狀態的二氧化碳,同時這也是 全球首次在自然界中發現 超臨界二氧化碳。
此項發現在科學界中還是引起了不少人關注, 為何二氧化碳會出現這樣的形態,所謂的超臨界狀態又是什麼?
為什麼它的發現給 地球演化 提供了一個新的思路?
本文接下來就會對這些問題進行一個基本闡述,同時也跟大夥兒好好聊聊關於 超臨界流體 這件事。
首先我們來捋一捋物質的三種相態, 液態、氣態、固態是物質的基本相 ,想必這個不用多說。
但是物質並非只有這三種形態, 還存在一個臨界點 , 當物質處於這個臨界點時就會形成一種超臨界流體態。
超臨界流體 在溫度和壓力上都遠遠高於液相和氣相的臨界點,同時它也不是固體。
它能夠像緩慢運動的氣體一般從多孔的固體中流出,同時還克服了 液體在質量傳遞里通過材料的傳輸限制能力 ,這使得超臨界流體在材料傳輸方面遠遠 優於氣體、溶劑化液體或者固體材料。
另外,如果在臨界點附近略微的改變壓力或者溫度便會使得超臨界流體發生密度變化, 因此這種物質在可塑性上比一般流體要強。
除了以上這些特點, 超臨界流體 最神奇的地方在於它沒有表面張力, 因為沒了液相和氣相的明確分界。
只需要調整壓力和密度便可以更改物質特性, 使其更偏向於液體或者氣體。
最重要的是它 在流體中的溶解度變化。
超臨界流體 在恆定溫度下的溶解度會隨著 密度的增加而增加。
不過,當它接近臨界點時, 密度 會隨著溫度的輕微升高會出現急劇下降。
因此 超臨界流體 隨著臨界點的溫度升高會出現多次溶解度變化。
實際上關於 超臨界流體 的研究已經不是什麼新鮮事,科學家很早就發現了這種物質狀態, 並充分地利用這樣的特性進行各種活動。
在天文學的研究中,科學家們就發現了這種 超臨界流體 廣泛存在於各類天體中,比如我們熟知的 金星 。
金星的大氣是由96.5%的二氧化碳和3.5%的氮氣,由於金星表面壓力較高(9.3兆帕),溫度達到了461攝氏度,這使得金星上的大氣出現了一種超臨界流體的狀態。
這種現象同樣還出現在一些大型氣態行星上面, 比如木星和土星 。
這些巨型氣態行星的內部氣體溫度遠高於臨界點, 主要由氫、氦組成 ,因此它們內部的超臨界流體平穩過渡到一種 近似液體的狀態。
但目前 海王星和天王星 科學家並不清楚,現有的太陽系模型還不能完全展現出所有天體的狀態。
來到我們的地球,這種超臨界流體就更加常見了。
比如說 石油行業的開采 ,大部分石油開采點都有氣藏,而且基本處於超臨界點。
比如甲烷這種氣體, 它的臨界壓力在4.6兆帕,臨界溫度在零下83度左右 。
因此 甲烷 要形成超臨界流體還是比較容易的,因為地層溫度和壓力處於超臨界區的底部,並且靠近氣相區,不過這也不是絕對。
根據我們前面所講的 超臨界流體的變化特徵, 因此甲烷在開采過程中可能會呈現油藏,又或者是氣液狀態, 接近於揮發油,也有可能是凝析氣。
這些變化需要看具體的 溫度和壓力 變化差異才能得知。
所以,從物質形態轉變上來講, 任何一種物質都有其自身的超臨界流體狀態。
那既然如此,為什麼 二氧化碳 的超臨界流體卻引起了科學家們的注意呢?
這個問題還是要從超臨界流體本身說起, 二氧化碳 的這種臨界變化需要較為 復雜的環境 才能完成這種形態的轉變。
我們先來看看下面這張圖。
很明顯,當它低於臨界溫度時, 隨著壓力的增加,氣體二氧化碳會被壓縮並冷凝成密度更大的液體 。
當它接近臨界溫度時,平衡 二氧化碳 氣體狀態的密度增高,這時液體的密度變低。
在臨界點時,密度不會有差異,兩相變成了一流相 。
因此,高於臨界溫度的 氣體 不能通過壓力液化。
簡單來講,二氧化碳的超臨界狀態必須同時滿足 31攝氏度和73個大氣壓以上才能形成 。
但是這種環境要求在自然界中是極為罕見的, 因為能同時滿足這種條件的地方幾乎沒有 。
然而, 在西太平洋深海的熱液區 ,由於海底岩漿的活動,以及深海的壓力作用, 使得二氧化碳有機會形成這種狀態 。
深海熱液區 是深海中最活躍的地區之一,由於地殼內部的熱液循環作用, 使得流體被加熱並形成對流。
這些流體在地底火山的作用下被帶出, 被噴出的區域也被科學家們叫做「黑煙囪」。
西太平洋深海底部的熱液流體中就包含較多的 二氧化碳 ,在二氧化碳的熱液區域, 由於岩漿的脫氣作用使得熱液區深部不同物質相出現分離 ,熱液流體中的二氧化碳因此也開始聚集起來。
熱液區提供的溫度和壓力使得 二氧化碳能夠以超臨界狀態出現 。
這是超臨界態二氧化碳在自然界中被發現的第一點, 其二是這可能揭示了地球生命的起源 。
過去科學家在研究地球生命起源時,有一個假說就認為地球的 原始大氣 來源於深海熱液系統。
遠古時期的嗜熱菌可能是所有生物的祖先。 但是這種假說缺乏一種證據, 因為熱液區域中缺乏氮 , 這是合成氨基酸的關鍵元素。
此次發現不僅向人們展示了自然界中存在的超臨界態二氧化碳,科學家們還在這種流體狀態中發現了 大量的氮氣成分,因此科學家也在推測這其中可能存在有機物。
如果研究進一步成立,那這極有可能在未來改變人們對於 生命起源 的認知。
所以說這次的發現可謂關系生命的未來和過去,人們又一次地認識到 地球內部的活動變化 會給生命帶來怎樣的改變。
另外在實際生活的應用里,這種 超臨界流體 其實出現的地方還不少。
比如 乾洗店 里的超臨界二氧化碳。
如果在 可溶於二氧化碳的去污劑 中加入這中超臨界流體,這便會極大地提升溶劑的去污能力。
類似的應用還包括 化學反應溶劑、浸漬、染色 等等。
另外在各類 化工產業和加工業里 也會出現對 超臨界流體 的運用。
話說到最後,超臨界狀態流體到底是哪種相態呢?
嚴格來講,這種流體實際上是較為穩定的處於在一個單相相區,它不屬於任何一種相態, 但又是在三相之中接近於某種相。
只需要掌握物質的三相臨界點和溫度壓力之間的關系,我們便能夠製造出這種 超臨界流體。
『玖』 海洋深處有奇奇怪怪的生物
在海洋深處無光、低氧,甚至酸性、溫度梯度異常的極端條件下,有許多還未被人類發現的生物。近年來,隨著科學技術的不斷發展,機器人以及載人深潛器等相繼被應用於深海科考,人們也陸續發現了這些神秘生物們。
由於無光,許多生物都沒有眼睛或其他視覺器官;由於捕食的不易,許多深海魚類具有鋒利的牙齒;由於壓力極高,它們的軀干進化為扁形、線形等,以適應特殊的環境。
可以搜索一下「熱液口」、「冷泉」等海底特殊環境,會有許多你意想不到的生物照片。
『拾』 深海火山附近的螃蟹可以忍受400℃ 高溫,它們就不怕煮熟嗎
我們來看一下深海熱液到底是什麼東東。在海底地殼的深處,有很多被加熱的高熱水充斥在岩層的縫隙中,這些高熱水有時會從海底地殼比較薄弱的地方噴出。當接觸到海底較冷的海水之後,原來溶解在高熱水中的礦物質變會立即析出,一層又一層地在噴口處堆積成「煙囪」的形狀,因所含礦物質的不同,所堆積出來的「煙囪」顏色有所差別,常見的有白色、黃色和黑色等。
所以,海底的螃蟹,之所以能夠生活在400攝氏度的熱液附近,這既與它們的活動范圍有關系,也與氫鍵在深海強大水壓下結合力強有密切關系。倘若我們有幸捕捉到深海蟹,在正常的大氣壓之下,將水燒到100攝氏度放入,同樣會破壞它們體內氨基酸分子中的氫鍵,蛋白質會很快失去活性,煮熟它們很輕松的。