海底喷泉是怎样形成的？

海底喷泉

除了瀑布外，海底还有不少粗细不等的喷泉。

1979年3月，以美国海洋学家巴勒为首的一批专家对墨西哥西面的加拉帕戈斯洋脊进行考察。当科学家们乘坐的“阿尔文”号深潜器缓缓降至海底时，透过观察窗，借助探照灯光，展现在他们面前的是一幅令人恐惧的景象：一根根高达6～7米的粗大烟囱般的巨柱兀立，“浓烟”不断地从这巨柱的顶口喷发出来。

他们急忙将温度测试器伸出腾腾“浓烟”中，结果令人大吃一惊：原来喷出的“浓烟”温度竟达近千度。如果深潜器再靠近的话，“阿尔文”号的塑料观察窗就会被烧融、毁裂，焚燃成一股“浓烟”。经过仔细观察，科学家们发现，这一股股“浓烟”原来是一种金属热液喷泉；当它们遇到寒冷的海水时，便立即凝结出铜、铁、锌等的硫化物，并沉淀在“浓烟”巨柱的周围，堆成小丘。更使人惊奇的是：在热喷泉口附近，还发现了许多珍奇的深海底生物，如白蟹、大哈、蠕虫及各种形状的鱼类。

1980年以来，科学家们继续沿大洋中脊的中央裂谷进行深潜考察，结果又发现了不少海底浓雾弥漫的热喷泉。

几个著名的海底喷泉

目前，各国科学家已在世界各大洋发现的几个较大的海底热泉。包括中洋脊热液系统、加拉巴哥斯热泉、圭亚马斯海盆热泉、马里亚纳海盆热泉等。

中洋脊热液系统：红海的底部“热卤水”是最早发现的海底喷泉。红海底部有一个海洋地壳的扩张中心，火山是热量的来源，热液不仅与其底下的玄武岩反应，也与伴生的沉积物和厚层页岩反应，造成富含金属的卤水，从红海海底流出，当它和海水混合后，便下沉至海底。

由地热引起的加拉巴哥斯喷泉，水温异常，内含高浓度锰微粒及氡、氦－3、钡、镁、钙。它位于东太平洋西经86度，赤道附近、加拉巴哥斯群岛四周的扩张中心区域。哥利斯于1979年利用深潜器在加拉巴哥斯扩张中心的裂缝中实际观测到喷泉。此区域裂谷的宽度为3～4千米，水深2450米、扩张速度每年约3．5厘米。液体从裂口流出的速率为每秒2～10升，温度为7℃～17℃，周围底水的温度为2℃。科学家发现，每个裂口的水温和矿含量有密切关系。喷泉喷出时的温度高达350℃以上。

最为壮观的海底喷泉是位于北纬21度附近的东太平洋隆起的脊轴上。该处的喷泉喷口属大洋中脊型热泉。在一条长7千米、宽约200～300米的狭长形条状区域内，分布有25个以上喷口，各喷口的喷泉温度变化各异。其中东北段喷泉新喷出的水温较低，为2℃～20℃，水质也较清澈，因而此处生物繁茂。而西南段喷口新喷出的水温较高，有的竟高达400℃左右，水质中所含的成分十分复杂，致使喷口处形成了块状硫化物堆积。堆积物将喷口围成1～5米高的圆形状，海洋学家称之为“黑烟囱”。经分析发现“黑烟囱”喷出的水中含有大量的硫磺铁矿、磺铁矿、闪锌矿和铜、铁的硫化物等物质。对硫磺铁矿的流体进行测定表明，其外壁由石膏、硬石膏、硫酸盐组成，而与热水接触的内壁，则为粗大的结晶黄铜矿和黄铁矿。在部分封闭的“烟囱”顶端所采的样品中，主要由闪锌矿、黄铁矿和黄铜矿交替组成，最外层富含有闪锌矿、磁磺铁矿、黄铁矿及铅锌矿和硫等。在其周围的海底上，富含氧化锌和氧化锰的沉积物。喷口周围的海洋中氦－3和氢的含量较高。

除了上述喷泉外，加拉巴哥斯海底小兵、加利福尼亚湾的圭亚马斯海盆、马里亚纳海盆、北纬12度以东太平洋隆起、美国珍德福卡隆起和冲绳海槽等地也都有海底喷泉活动。

海底喷泉是怎样形成的

随着海底喷泉陆续被发现，以及对其研究的逐步深入，许多科学家又发现海底喷泉还与地球气候的变化有着密切的联系。

考察研究表明，4000～6000万年以前的始新世时期，地球有着非常温暖的气候环境，极地与赤道的温差很小。美国密执安大学的奥温教授在进行深海钻探，从东太平洋海隆获取的沉积物和岩样中发现，在2000～5000万年前的沉积物中，铁的含量为现代的5～10倍，钙的含量则为现在的3倍。此外，在600～800万年前，铁的含量也有一个小的峰值。奥温还从别人的研究中获悉，始新世时期沉积物的铁含量是目前的20倍。据此，奥温又进一步研究认为：当海底喷泉活动增强时，所喷出的钙将与海水中的硫酸氢钙发生反应，析出二氧化碳。资料表明：现有的海底喷泉提供给大气的二氧化碳，占大气中二氧化碳自然来源18%左右。当钙的析出量为现在的3倍时，大气中的二氧化碳含量约相当现有的2倍。众所周知，二氧化碳含量的增加，将产生显著的温室效应，从而使全球的气温普遍升高，以至极地出现了温暖的气候。不过，奥温的观点并不是唯一解释这种气候变化的假说。在奥温之前，有人认为这与地轴倾角变化有关。

（螺矶山Q＆A研究会）