Обнаружена редкая гидротермальная система
13 августа 2025 г.
Китайские ученые обнаружили редкую глубоководную гидротермальную систему в западной части Тихого океана, которая производит крупные выбросы водорода. Результаты исследования опубликованы в Science Advances.
Вырабатывающие водород гидротермальные системы редко встречаются в океанских глубинах. Они важны для понимания процессов, происходящих на Земле, и условий, которые могли способствовать возникновению жизни.
Ученые из Института океанологии Китайской академии наук (IOCAS) обнаружили крупную гидротермальную систему, богатую водородом, под дном западной части Тихого океана. Открытие позволяет по-новому взглянуть на глубоководную серпентинизацию – процесс, в ходе которого богатые железом и магнием горные породы вступают в химическую реакцию с водой, образуют змеевидные минералы и выделяют водород.
Гидротермальное поле Куньлунь – тектонически активная зона, расположенная примерно в 80 километрах к западу от желоба Муссау на Каролинской плите. Оно состоит из 20 сгруппированных крупных впадин (диаметр некоторых – свыше километра), группы вертикальных или круто наклоненных цилиндрических скальных структур, через которые из недр Земли выходят жидкость или газ. Исследование, которое на месте провел экипаж подводного аппарата Фэньдоучжэ, выявило обилие флюидов, богатых водородом, и обширные карбонатные образования, расположенные ниже уровня карбонатной компенсации.
«Система Куньлунь выделяется исключительным потоком водорода, масштабами и уникальным геологическим окружением, – сказал профессор Сунь Вэйдун, один из авторов работы. – Исследование показывает, что образование водорода за счет серпентинизации может происходить вдали от срединно-океанических хребтов, что бросает вызов давним предположениям».
Используя передовую рамановскую спектроскопию морского дна, команда ученых определила концентрацию молекулярного водорода в диффузных гидротермальных флюидах – 5,9–6,8 ммоль/кг. Хотя сами флюиды умеренно теплые (ниже 40 °C), геохимические маркеры указывают на гораздо более высокую подповерхностную температуру, достаточную для образования доломита. Это свидетельствует об интенсивном взаимодействии флюидов и пород глубоко под дном.
На основе картографирования и анализа скорости потока исследователи определили, что годовой поток водорода на поле Куньлунь насчитывает 4,8 × 1011 моль в год. Это значительное количество: оно составляет по меньшей мере 5% общемирового абиотического водорода из всех подводных источников
Геологические особенности, в том числе кратеры с крутыми стенками, напоминающие кимберлитовые трубки, отложения брекчии и слоистые текстуры карбонатных пород, свидетельствуют о том, что гидротермальная активность развивалась поэтапно. За извержениями следовали длительная гидротермальная циркуляция и отложение минералов.
«Что особенно интригует, так это экологический потенциал, – отметил Сунь Вэйдун. – Мы наблюдали, как здесь процветает разнообразная глубоководная жизнь – креветки, приземистые омары, актинии и трубчатые черви – виды, которые могут зависеть от хемосинтеза на основе водорода».
Благодаря открытию ученые получили в свое распоряжение естественную лабораторию для исследования связи между выбросами водорода и возникновением примитивной жизни. Считается, что щелочные, богатые водородом флюиды, подобные тем, что находятся в Куньлуне, соответствуют химической среде ранней Земли. Исследователи отметили, что гидротермальная система Куньлунь не только расширяет наши знания о глубоководных водородных процессах, но и открывает новые возможности для выявления неиспользованных подводных водородных ресурсов.
Источник: Китайская академия наук.
Читайте также:
Метки: океанология, зарубежные исследования