2021年,由美国理海大学、斯克里普斯海洋研究所、卑尔根大学和伍兹霍尔海洋研究所组成的科研团队,在东太平洋海底2550米深处发现了一个新的高温离轴热液喷口场。这一发现可能会改变科学家关于海底喷口系统对地球海洋生命和化学影响的认知,该研究结果发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。
该团队在距离墨西哥西部海岸约200英里的全球大洋中脊的一部分发现了热液场,该地区被称为东太平洋海隆。新热液场大约是该地区最近活跃热液喷口场的两倍,其流体温度比附近其他喷口更高。该地点的规模和位置强调了深海中的热液喷口可能比以前认为的要多,需要更多的高分辨率测绘来定位它们。
深海热液喷口遍布世界各地,通常位于全球大洋中脊系统轴线上火山活跃位置。岩浆活动由来自地球地幔的热上升流驱动,导致构成地球外壳或地壳的脆性构造板块分裂。随着板块的扩张,岩浆活动和火山喷发形成了新的海底。
这种岩浆和构造活动会产生裂缝,海水通过裂缝渗透到海底下方,在那里它与周围岩石中的矿物质发生反应,最终以热的、富含化学物质的热液喷口流体返回地表。当这种流体涌入海底时,与冷海水的反应可以产生高大的尖顶状烟囱,并支持着复杂生态系统,这在50年前还不为科学所知。
WHOI海洋地质学家Daniel J. Fornari是该研究的合著者,他指出了新发现喷口场在几个方面的独特性。这个喷口场不仅非常活跃,而且面积更大、温度更高,超过了以往30年研究中在东太平洋海隆已知的任何其他热液喷口场。
在这样一个被充分研究的海底区域有此发现,主要是使用了自主水下航行器(AUV)“哨兵”(Sentry)改进的测绘技术,地图精确到一米分辨率,并揭示了以前从未见过的通风口区域位置。测绘工作提供了海底的详细图片,以便监测和量化下一次火山爆发沿着东太平洋海隆轴线发生时的变化。
科学团队将喷口场命名为YBW-Sentry,以Dana Yoerger、Al Bradley和Barry Walden三位WHOI工程师的名字命名,他们是自主水下航行器(AUV)技术的先驱。这个名字还承认了Sentry在发现中的作用及其作为WHOI AUV创新悠久遗产一部分的地位。根据McDermott的说法,科学家研究和采样海底的方式已经被Sentry及其前身ABE的高分辨率地图彻底改变了。
寻找活跃热液喷口的工作一直集中在标记着东太平洋海隆沿线大多数火山爆发地点和轴线的槽上。该团队在过去三年中一直在使用Sentry扩展其高分辨率海底地图,以帮助他们在这个轴向槽(北纬9°45-57)以西和以东发现新的通风口,并使用ROV Jason和HOV Alvin进行了详细的成像和样本收集任务。这个为期3年的研究项目由美国国家科学基金会海洋科学部海洋地质学和地球物理学计划资助。(於维樱 编译)