Komin hydrotermalny

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii
Przejdź do nawigacji Przejdź do wyszukiwania
Komin hydrotermalny typu black smoker

Komin hydrotermalny – szczelina w powierzchni planety, przez którą wydostaje się ciepła woda (geotermalna). Kominy spotyka się często w miejscach aktywnych wulkanicznie, rejonach rozsuwania się płyt tektonicznych na dnie basenów oceanicznych i w pobliżu plam gorąca. Ich istnienie wynika z geologicznej aktywności Ziemi połączonej z obecnością dużych ilości wody, zarówno na powierzchni, jak i pod skorupą. Pospolite lądowe rodzaje kominów obejmują ciepłe źródła, fumarole i gejzery. Pod wodą występują tzw. czarne i białe kominy (ang. black smokers, white smokers). W porównaniu z większością obszarów głębin morskich kominy wyróżniają się produktywnością biologiczną. Często stanowią dom złożonych zbiorowości istot żywych, czerpiących energię ze związków chemicznych rozpuszczonych w wodzie dostarczanych przez komin. Chemosyntetyzujące bakterie i archeony stanowią podstawę łańcucha pokarmowego, dostarczając pokarmu różnorodnym organizmom, jak Riftia pachyptila, małże, ślimaki i krewetki. Uważa się, że aktywne kominy hydrotermalne mogą istnieć również na Europie, księżycu Jowisza. Spekulowano także na temat istnienia tych form na Marsie w przeszłości.

Metan (znany także jako gaz błotny i gaz kopalniany), CH4 – organiczny związek chemiczny, najprostszy węglowodór nasycony (alkan). W temperaturze pokojowej jest bezwonnym i bezbarwnym gazem. Jest stosowany jako gaz opałowy i surowiec do syntezy wielu innych związków organicznych.Pasożytnictwo, parazytyzm – forma antagonistycznego współżycia dwóch organizmów, z których jeden czerpie korzyści ze współżycia, a drugi ponosi szkody. Termin ten stosowany jest w biologii – w odniesieniu do dwóch organizmów różnych gatunków – oraz w socjologii, gdzie pasożytnictwem nazywany jest próżniaczy tryb życia osoby zdolnej do pracy. Zbliżonymi do pasożytnictwa formami – spotykanymi w biologii rozwoju – są szczególne taktyki rozrodcze prowadzone przez parazytoidy, pasożyty lęgowe oraz niektóre gatunki tzw. pasożytów płciowych (np. matronicowate).

Własności fizyczne[ | edytuj kod]

Diagram fazowy, na którym zieloną linią przerywaną oznaczono anomalne zachowanie wody. Zielona linia symbolizuje temperaturę krzepnięcia, a niebieska temperaturę wrzenia, co pokazuje ich zależność od ciśnienia

Kominy hydrotermalne w oceanicznej głębi typowo tworzą się wzdłuż grzbietów oceanicznych, takich jak Grzbiet Wschodniopacyficzny czy Grzbiet Śródatlantycki. Na tych obszarach dwie płyty tektoniczne rozdzielają się, a pomiędzy nimi powstaje nowa skorupa ziemska.

Woda morska – woda występująca w morzach i oceanach. W wodzie tej są rozpuszczone tysiące związków chemicznych i prawie wszystkie pierwiastki chemiczne obecne na kuli ziemskiej. Woda morska stanowi ponad 96% wody obecnej w formie ciekłej na powierzchni Ziemi, tzw. woda słodka stanowi zaś mniej niż 3%.Gaz – stan skupienia materii, w którym ciało fizyczne łatwo zmienia kształt i zajmuje całą dostępną mu przestrzeń. Właściwości te wynikają z własności cząsteczek, które w fazie gazowej mają pełną swobodę ruchu. Wszystkie one cały czas przemieszczają się w przestrzeni zajmowanej przez gaz i nigdy nie zatrzymują się w jednym miejscu. Między cząsteczkami nie występują żadne oddziaływania dalekozasięgowe, a jeśli, to bardzo słabe. Jedyny sposób, w jaki cząsteczki na siebie oddziałują, to zderzenia. Oprócz tego, jeśli gaz jest zamknięty w naczyniu, to jego cząsteczki stale zderzają się ze ściankami tego naczynia, wywierając na nie określone i stałe ciśnienie.

Płyn wydobywający się z dna morza przez komin składa się głównie z wody morskiej wciągniętej do struktury wulkanicznej poprzez uskoki i porowate osady warstwy wulkanicznej, dochodzi do tego pewna ilość wody wulkanicznej wydzielanej przez wypływającą magmę. W przypadku kominów lądowych większość wody krążącej w systemie fumaroli czy gejzerów stanowią woda opadowa i gruntowa, które uległy przesączaniu w dół do systemu termalnego z powierzchni, ale jest tu też pewna ilość wody metamorficznej, magmatycznej i stworzonej dzięki osadom solanki wydzielanej przez magmę. Proporcje wymienionych składników zmieniają się w zależności od lokalizacji.

Grzbiet Śródatlantycki – podwodny grzbiet śródoceaniczny na Oceanie Atlantyckim, ciągnący się od Islandii aż po Antarktydę. Jest to najdłuższy grzbiet śródoceaniczny na Ziemi. Jego przedłużeniem na obszarze Oceanu Arktycznego jest Grzbiet Gakkela. Na południu kończy się w węźle potrójnym Bouveta w pobliżu Wyspy Bouveta. Krawędź Romanche rozdziela go na Grzbiet Północnoatlantycki i Grzbiet Południowoatlantycki. Większa część grzbietu skryta jest pod wodą. Ponad powierzchnię morza została wypiętrzona Islandia. Część grzbietu w pobliżu Islandii zwana jest Grzbietem Reykjanes.Konsument w biologii – organizm heterotroficzny, głównie zwierzę roślinożerne lub zwierzę drapieżne żywiące się roślinożercami (lub innymi, np. owadożernymi). Czasami do konsumentów zalicza się także detrytusożerców. Konsumenci stanowią w biocenozach jeden z trzech poziomów troficznych. Istnieje podział na konsumentów pierwszego (roślinożercy), drugiego i trzeciego rzędu (drapieżcy). Zwierzęta wszystkożerne mogą być zarówno konsumentami I, jak i II czy wyższych rzędów, w zależności od tego, czym się w danym momencie odżywiają.

Woda na takich głębokościach ma przeciętnie 2 °C, podczas gdy woda wydobywająca się z kominów cechuje się temperaturą z zakresu od 60 do nawet 464 °C. Z powodu wysokiego ciśnienia hydrostatycznego woda może tam istnieć w stanie ciekłym bądź nadkrytycznym. Punkt krytyczny czystej wody wynosi 375 °C dla ciśnienia 218 atmosfer. Na głębokości 3000 metrów ciśnienie słupa cieczy wynosi ponad 300 atmosfer, jednak słona woda jest gęstsza od słodkiej. Przy tej głębokości i ciśnieniu woda morska wchodzi w stan nadkrytyczny w temperaturze 407 °C. Jednak wzrost zasolenia na tej głębokości przybliża wodę do jej punktu krytycznego. Wobec tego woda wydobywająca się z komina hydrotermalnego może być płynem nadkrytycznym, o właściwościach pośrednich pomiędzy gazem i cieczą. Prócz przegrzania woda ta jest także bardzo kwaśna, jej pH często wynosi około 2,8, jak w przypadku octu.

Nowa Zelandia (ang. New Zealand, język maoryski Aotearoa – Kraj Długiej Białej Chmury) – państwo wyspiarskie, położone na południowo-zachodnim Pacyfiku i składające się z dwóch głównych wysp (Północnej i Południowej) oraz szeregu mniejszych wysp, w tym Wyspy Stewart i Wysp Chatham. Archipelag Nowej Zelandii jest najdalej na południe wysuniętą częścią Oceanii, na południowy wschód od Australii. W skład Nowej Zelandii (a dokładnie w skład Commonwealth realm Nowej Zelandii, czyli są to terytoria stowarzyszone lub zależne Nowej Zelandii, ale wchodzące wraz z nią w skład wspólnej domeny królewskiej tudzież królestwa stowarzyszeniowego, połączonego unią personalną ze Zjednoczonym Królestwem i innymi Commonwealth realms) wchodzą również Wyspy Cooka i Niue, które są samorządne, oraz Tokelau i Dependencja Rossa.Energia geotermalna (energia geotermiczna, geotermia) − energia termiczna skał znajdujących się we wnętrzu Ziemi, zaliczana do odnawialnych źródeł energii. Jest pobierana za pomocą odwiertów, do których wtłaczana jest chłodna woda i odbierana gorąca po wymianie ciepła z gorącymi skałami. Służy również jako naturalne źródło ciepła w źródłach termalnych.

Do grupy czarnych kominów należą Sister Peak (Comfortless Cove Hydrothermal Field (4°48′S, 12°22′W), wysokość 2996 m pod poziomem morza), Shrimp Farm i Mephisto (Red Lion Hydrothermal Field (4°48′S, 12°23′W), 3047 m pod poziomem morza). Leżą one w obrębie Grzbietu Śródatlantyckiego w pobliżu Wyspy Wniebowstąpienia. Uważa się je za aktywne od trzęsienia ziemi w tym regionie w 2002. Zaobserwowano wydostawanie się przez szczeliny przypominających pary płynów rozdzielonych fazowo. W 2008 zanotowano temperaturę wyjściową do 407 °C, podczas gdy szczytowa wynosiła do 464 °C. Takie warunki termodynamiczne przekraczają punkt krytyczny wody morskiej, są to najwyższe wartości temperatury dna morskiego odnotowane do tej pory. Stanowią pierwszy odnotowany dowód bezpośredniego oddziaływania magmatyczno-hydrotermalnego na powoli rozszerzającym się (spreading) grzbiecie śródoceanicznym.

Bar (Ba, łac. barium) – pierwiastek chemiczny, metal ziem alkalicznych. Nazwa pochodzi od greckiego słowa ciężki, choć sam bar do najcięższych pierwiastków nie należy.Zaginione Miasto jest polem kominów hydrotermalnych znajdujących się pod powierzchnią północnego Atlantyku. Różnią się one zasadniczo od kominów siarczkowych odkrytych w późnych latach 70. Zaginione Miasto jest ulokowane 15 km na zachód od Grzbietu Środkowoatlantyckiego na szczycie Atlantis Massif. Woda w nich krążąca nie styka się z magmą, dlatego podgrzewa się do jedynie do 90 °C i ma odczyn zasadowy - pH pomiędzy 9 a 11. Jest ona ponadto bogata w wapń, który w połączeniu z wodą morską wytwarza węglan wapnia. Z wapieni tych powstają białe kominy.

Początkowe etapy formowania się komina rozpoczynają się depozycją minerału anhydrytu. Siarczki miedzi, żelaza i cynku odkładają się wtedy w szczelinach komina, czyniąc go mniej porowatym. Struktura rośnie, zanotowano dzienne zwiększanie się o wielkość rzędu 30 cm. W kwietniu 2007 wyprawa celem eksploracji szczelin głębokiego dna morskiego wybrzeża Fidżi uznała je za ważne źródło roztworzonego żelaza.

Klatrat metanu (hydrat metanu, metanowy lód, wodzian metanu) – substancja krystaliczna złożona z cząsteczek wody i metanu.Kostaryka (Costa Rica, Republika Kostaryki – República de Costa Rica) – państwo w Ameryce Środkowej nad Morzem Karaibskim i Oceanem Spokojnym. Graniczy od północy z Nikaraguą na odcinku 309 km i od południa z Panamą – 330 km. Łączna długość wybrzeża karaibskiego i pacyficznego wynosi 1290 km.

Czarne kominy i białe kominy[ | edytuj kod]

Dźwięk wydawany przez black smoker

Pewne szczeliny hydrotermalne tworzą mniej więcej cylindryczne struktury kominów. Tworzą je minerały rozpuszczone w płynie wydostającym się przez otwór. Gdy przegrzana woda wchodzi w kontakt z zimną wodą morską, minerały wytrącają się, ich cząsteczki przywierają do górnych części komina. Niektóre z kominów osiągać mogą 60 m wysokości. Przykład stanowi tu wieża zwana „Godzillą”, struktura na dnie Oceanu Spokojnego w pobliżu Oregonu wznosząca się na 40 m, nim się przewróciła.

Magma (stgr. μάγμα „gęsta maść”) – gorąca, stopiona masa krzemianów i glinokrzemianów z domieszkami tlenków i siarczków, z dużą ilością wody i gazów, powstająca w głębi Ziemi. Magma, która wydobywa się na powierzchnię jest nazywana lawą.NASA (National Aeronautics and Space Administration) (pl. Narodowa Agencja Aeronautyki i Przestrzeni Kosmicznej) – agencja rządu Stanów Zjednoczonych odpowiedzialna za narodowy program lotów kosmicznych, ustanowiona 29 lipca 1958 r. na mocy National Aeronautics and Space Act, zastępując poprzednika – National Advisory Committee for Aeronautics. Jest wydziałem Departamentu Obrony USA i jest mu bezpośrednio podległa.

Czarny komin to typ komina hydrotermalnego spotykany na dnie morza, typowo w abisalu i hadalu. Z wyglądu stanowią czarne, kominowate struktury, z których wydobywa się chmura czarnej substancji. Typowo emitują materiał o wysokiej zawartości minerałów zawierających siarkę czy siarczków. Tworzą się na powierzchni kilkuset metrów, gdzie przegrzana woda spod skorupy ziemskiej wydobywa się na powierzchnię, na dno oceaniczne. Wylewająca się z nich woda bogata jest w rozpuszczone składniki mineralne skorupy ziemskiej, z których za najistotniejsze uważa się siarczki. Gdy styka się z zimną wodą oceaniczną, wiele minerałów wytrąca się, tworząc czarną strukturę komina wokół szczeliny. Osadzone siarczki metali mogą stać się z czasem wulkaniczną rudą.

Archeony, archeany (Archaea) dawniej zwane też archebakteriami, archeobakteriami (Archaebacteria) lub archeowcami – drobne, pierwotnie bezjądrowe, zwykle ekstremofilne jednokomórkowce, tradycyjnie zaliczane wraz z eubakteriami do prokariotów.JSTOR (/dʒeɪ-stɔːr/, skrót od ang. Journal Storage) – biblioteka cyfrowa utworzona w 1995 roku. Początkowo zawierała cyfrowe kopie czasopism naukowych o wyczerpanym nakładzie. Następnie zaczęła zbierać także książki, materiały źródłowe oraz aktualne numery czasopism naukowych. Pozwala na wyszukiwanie w pełnej treści niemal 2000 czasopism naukowych.

Białe kominy odkryto w 1977 na Grzbiecie Wschodniopacyficznym, czego dokonali naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography. Obserwowali je specjalnym pojazdem osiągającym duże głębokości, nazwanym Alvin, należącym do Woods Hole Oceanographic Institution. Obecnie wiadomo, że czarne kominy występują na Pacyfiku i Atlantyku, na średniej głębokości 2100 m. Najbardziej wysunięty na północ jest kompleks pięciu kominów nazwany Loki’s Castle („zamek Lokiego”), odkryty w 2008 przez naukowców z bergeńskiego uniwersytetu Universitetet i Bergen. Leży na 73°N na Grzbiecie Śródatlantyckim, między Norwegią a Grenlandią. Te czarne kominy budzą zainteresowanie naukowców, bowiem leżą w najstabilniejszym obszarze skorupy ziemskiej, gdzie panują najmniejsze naprężenia tektoniczne i w konsekwencji pola kominów hydrotermalnych są rzadsze. Najgłębiej położone czarne kominy leżą w Rowie Kajmańskim, 5000 m poniżej poziomu morza

Ekspansja dna oceanicznego (spreading) w geologii – proces rozrastania się dna oceanicznego w rejonie grzbietu śródoceanicznego.Ocean Atlantycki (Atlantyk) – drugi pod względem wielkości ocean na Ziemi pokrywający około jednej piątej jej powierzchni. Nazwa wywodzi się z mitologii greckiej i oznacza „Morze Atlasa”. Jak napisał Hezjod w swym eposie Prace i dni: „Ojciec Zeus utworzył, na krańcach zamieszkałego świata, gdzie nie docierają ludzie i nie mieszkają bogowie nieśmiertelni, otoczone pełnym głębokich wirów oceanem Wyspy Błogosławione, gdzie życie toczy się bez mozołu i smutku”. Oficjalna polska nazwa tego oceanu, zatwierdzona przez Komisję Standaryzacji Nazw Geograficznych brzmi Ocean Atlantycki.

Białe kominy to szczelina emitująca jaśniejsze minerały, zawierające bar, wapń i krzem. Cechuje się też tendencją do niższych temperatur. Te alkaliczne hydrotermalne szczeliny także tworzą nieprzerwanie tioestry acetylowe, zapewniając cząsteczki startowe dla bardziej skomplikowanych molekuł organicznych, jak też energię dla ich syntezy. Mikroskopijne komórki tych zasadowych kominów tworzą idealne warunki do powstania życia

Skorupiaki (Crustacea) – podtyp stawonogów, w większości wodnych. Wiele gatunków wchodzi w skład planktonu. Znanych jest ponad 50 tysięcy gatunków. Badaniem skorupiaków zajmuje się karcynologiaTemperatura wrzenia – temperatura, przy której ciśnienie powstającej pary (ciśnienie pary nasyconej) jest równe ciśnieniu otoczenia, skutkiem czego parowanie następuje w całej objętości cieczy (dana substancja wrze).


Podstrony: 1 [2] [3] [4]




Warto wiedzieć że... beta

Woda opadowa (potocznie: deszczówka) – woda, która powstaje przez kondensację pary wodnej w atmosferze i spada na powierzchnię Ziemi w postaci opadów atmosferycznych (deszczu, śniegu, gradu). Jej skład zależy od czystości powietrza, które napotyka podczas opadania; charakteryzuje się dużą zawartością gazów (tlenu, azotu, dwutlenku węgla) i może zawierać sadzę, pyłki roślinne, pył przemysłowy, mikroorganizmy, a także pewne ilości soli mineralnych. Ze względu na zawartość rozpuszczonego dwutlenku węgla pH wody opadowej wynosi około 6 (odczyn kwaśny). Niektóre gazowe zanieczyszczenia (dwutlenek siarki, siarkowodór, tlenek azotu) obniżają to pH jeszcze bardziej, powodując zjawisko kwaśnych deszczów. Woda opadowa nie nadaje się do picia, natomiast może być przydatna po zebraniu w kanalizacji do celów gospodarczych i przemysłowych.
Jowisz – piąta w kolejności oddalenia od Słońca i największa planeta Układu Słonecznego. Jego masa jest nieco mniejsza niż jedna tysięczna masy Słońca, a zarazem dwa i pół raza większa niż łączna masa wszystkich innych planet w Układzie Słonecznym. Wraz z Saturnem, Uranem i Neptunem tworzy grupę gazowych olbrzymów, nazywaną czasem również planetami jowiszowymi.
Science – recenzowane czasopismo naukowe wydawane przez American Association for the Advancement of Science. Ukazuje się jako tygodnik ilustrowany.
Grzbiet śródoceaniczny – silnie wydłużona wypukła forma dna oceanicznego, o stromych stokach, położona zazwyczaj pośrodku oceanów, oddzielająca od siebie dwa baseny oceaniczne.
Punkt krytyczny to warunki krytyczne definiujące stan układu fizycznego oddzielające stany o odmiennych właściwościach (ciecz - para nasycona), w którym nie można rozróżnić obu stanów (cieczy i pary nasyconej). Na przykład:
Anhydryt (gr. an = bez i hydro = woda (anhydros = bezwodny), nazywany czasem "gipsem bez wody") – Substancja krystaliczna o barwie niebieskoszarej, rzadziej białej lub kremowej. Łatwo wchłania wodę, co powoduje zwiększenie jej objętości o nawet 60% Może przy tym pękać i rozwarstwiać się. Anhydryt jest stosowany w budownictwie, jubilerstwie oraz przemyśle cementowym. Nazwa ta obejmuje dwa pokrewne pojęcia:
Uskok – struktura tektoniczna powstała w wyniku rozerwania mas skalnych i przemieszczenia ich wzdłuż powstałej powierzchni (lub wąskiej strefy zniszczenia), zwanej powierzchnią uskoku (lub strefą uskokową). Uskokom mogą towarzyszyć inne struktury tektoniczne (przyuskokowe podgięcia warstw, fałdy, fleksury).

Reklama