Первый "черный курильщик"

Вполне естественно, что в зонах разломов океанского дна, где горячая магма раздвигает тектонические плиты, температура повышена. Однако прямые свидетельства существования действующих горячих вулканических жерл на океанском дне отсутствовали до тех пор, пока не была получена данная фотография.

Трудно представить себе более драматические обстоятельства, чем те, при которых появился этот снимок. Управляемый глубоководный аппарат "Алвин", опустившись на глубину 2,5 км в районе Восточно-Тихоокеанского поднятия, прямо-таки наткнулся на обломок подводной лодки. (Наклонная труба видна на снимке позади "курильщика". На переднем плане просматриваются некоторые конструкции подводного аппарата; слева - термодатчик.) Когда через некоторое время командир подводного аппарата Дадли Фостер ввел термодатчик в гейзер, стрелка прибора мгновенно зашкалила; пластмассовый щуп пришлось тотчас убрать, но его конец успел оплавиться. Как выяснилось впоследствии, щуп был рассчитан на температуры до 330° С - следовательно, температура воды в гейзере была выше.

Итак, перед нами первая фотография "черного курильщика" - горячего источника в области вулканической активности, лежащей между расходящимися плитами земной коры. В ранее обследованных районах Галапагосского рифта (см. Оазис на дне океана) были найдены источники минерализованной воды с температурой до 23° С, однако горячих источников там не обнаружили. Восточно-Тихоокеанское поднятие, расположенное у побережья Мексики, к югу от входа в Калифорнийский залив, оправдало, однако, самые безумные мечты геохимиков. Можно было предположить, что при такой температуре "курильщиков" вода должна подниматься на поверхность в виде пара, но в действительности она ведет себя как перегретая жидкость под давлением 250 атм. Выходя из жерла, она стремительно поднимается вверх и тут же остывает, перемешиваясь с окружающей морской водой, температура которой всего на несколько градусов выше нуля.

"Дым" возникает из-за мгновенного химического осаждения в холодной воде минеральных веществ, которые растворены в горячей воде, выходящей из гейзера. Концентрации металлов (железа, меди, никеля, цинка) в 100 млн. раз превышают их нормальное содержание в морской воде; наблюдаются также значительные концентрации кремния и сероводорода. "Черные курильщики" раскрывают самый процесс образования месторождений. Внутренний диаметр жерла "курильщиков" достигает 30 см, а сама "труба" поднимается на высоту до 10 м, хотя обычно устье расположено на высоте 1-5 м от насыпи-основания. Диаметр насыпи, покрытой сотами из трубок умерших моллюсков, порой достигает 30 м; вследствие окисления составляющих ее веществ насыпь приобретает, как говорят исследователи с аппарата "Алвин", "карнавальный вид, окрашиваясь в красный, оранжевый и черный цвета".

А не стоит ли заняться промышленной разработкой этих месторождений? Вряд ли есть смысл извлекать минералы непосредственно из гейзеров. Однако оставляемые ими наслоения привлекают большое внимание. Богатейшие залежи ценного сырья, в особенности полиметаллических сульфидов, уже обнаружены на Восточно-Тихоокеанском поднятии, в районе Галапагосского рифта и на дне Атлантического океана к востоку от полуострова Флорида.

В древние времена из земной мантии извергалась базальтовая лава, которая и образовала океаническую кору; теперь же обнаружены извержения гейзеров. Откуда берется вода? Считают, что морская вода просачивается сквозь пористые породы, смешивается с горячей магмой, растворяя минеральные вещества (сульфиды и сульфаты), и растекается под земной корой, пока не находит выход наружу. Из осажденных вокруг жерла минеральных веществ образуются "трубы".

21 апреля 1979 г. Восточно-Тихоокеанское поднятие Д. Фостер, Океанографический институт, шт. Массачусетс, США Стереофотоаппарат на борту глубоководного аппарата 'Алвин'. Национальное географическое общество, Вашингтон. [19, 91, 135, 235]

"Черные курильщики", если они существуют в достаточно большом количестве, могут разрешить ряд трудных проблем геологии. Например, наблюдается некоторый тепловой дисбаланс между поверхностью Земли и ее глубинными слоями: теплопередача через земную кору плохо согласуется со скоростью ее затвердевания. Выявление нового механизма теплообмена помогло бы свести концы с концами. Другая проблема связана с минеральными богатствами океанского дна, которые, как предполагалось, приносят в океан реки. Этот источник, однако, слишком незначителен, чтобы объяснить наличие, скажем, марганцевых конкреций, устилающих дно океана. Более правдоподобное объяснение дают подводные горячие источники.

Промежуточное положение между тончайшими трещинами, из которых сочится теплая вода (как на Галапагосском рифте), и "черными курильщиками", извергающими горячую минерализованную воду со скоростью в несколько метров в секунду, занимают "белые курильщики", значение температуры и скорости извержения у которых лежат где-то посередине. В то время как вблизи "черных курильщиков" органическая жизнь невозможна, вокруг "белых курильщиков" обитают крабы, новый вид "морских уточек" и, как полагают, новый вид червей. Так, геология и биология моря получили мощный стимул для дальнейшего развития.