В Тихом океане найдена глубоководная гидротермальная система, выбрасывающая водород
Ученые из Института океанологии Китайской академии наук обнаружили богатую водородом гидротермальную систему под морским дном в западной части Тихого океана.
Об открытии они сообщили в журнале Science Advances. Водород в том и подобных ему источниках образуется в результате серпентинизации — химической реакции богатых железом и магнием пород с водой.
Гидротермальное поле Куньлунь — тектонически активный участок примерно в 80 километрах к западу от желоба Муссау на Каролинской плите — состоит из 20 крупных впадин на морском дне, некоторые диаметром больше километра. Они собраны в группы, как вентиляционные трубы над метро — вертикальные или круто наклоненные цилиндрические структуры, которые служат каналами для жидкости или газа из недр Земли. Система была исследована с помощью пилотируемого батискафа «Фэньдоучжэ». Прямые наблюдения выявили обилие богатых водородом флюидов и обширные карбонатные образования ниже глубины карбонатной компенсации.
«Система Куньлунь отличается исключительно высоким потоком водорода, масштабом и уникальной геологической обстановкой. Она показывает, что серпентинизация, приводящая к образованию водорода, может происходить далеко от срединно-океанических хребтов, что бросает вызов давним представлениям», — сказал профессор Сунь Вэйдон.
Используя передовую технологию рамановской спектроскопии морского дна, команда измерила концентрацию молекулярного водорода в рассеянных гидротермальных флюидах на уровне 5,9–6,8 ммоль/кг. Потоки умеренно теплые (менее 40 °C), но геохимические маркеры указывают на гораздо более высокие температуры в недрах — достаточные для образования доломита.
На основе картирования площади разгрузки и анализа скорости потока годовой объем водорода в поле Куньлунь оценили в 4,8·1011 моль/год — не менее 5% от глобального абиотического выброса водорода из всех подводных источников.
Геологические особенности, включая крутостенные кратеры, напоминающие кимберлитовые трубки, отложения взрывных брекчий и слоистые карбонатные структуры, позволяют предположить, что гидротермальная активность прошла поэтапную эволюцию: сначала газовые извержения, затем продолжительная гидротермальная циркуляция и минеральное осаждение.
«Особый интерес вызывает ее экологический потенциал. Мы наблюдали здесь разнообразную глубоководную жизнь — креветок, лангустов, актиний и трубчатых червей — виды, которые могут зависеть от хемосинтеза, основанного на водороде», — поделился профессор.
Находка представляет собой естественную лабораторию для изучения связи между выбросами водорода и возникновением примитивной жизни. Щелочные, богатые водородом флюиды считаются аналогами химической среды ранней Земли. Кроме того, такие гидротермальные системы открывают новые пути для выявления неиспользованных подводных ресурсов водорода.