Izvoarele hidrotermale ale crestelor mijlocii oceanice (cunoscute si sub denumirea de „fumatori negre” [1] ) sunt numeroase izvoare care functioneaza pe fundul oceanului , limitate la partile axiale ale crestelor mijlocii oceanice . Din ele, apă caldă foarte mineralizată sub presiunea sutelor de atmosfere pătrunde în oceane . Sunt formațiuni tubulare care ating o înălțime de zeci de metri, a căror stabilitate este asigurată de acțiunea forței Arhimede (forța de extrudare).
Oamenii de știință sovietici au studiat și descris pentru prima dată „fumătorii negri” la est de Insulele Galapagos pe baza rezultatelor unei expediții oceanografice la bordul R/V Dmitry Mendeleev în 1974.
Ulterior, „fumătorii negri” au fost studiati în detaliu în această regiune hidrotermală pe 21 s . SH. East Pacific Rise (EPR) [2] folosind batiscafele „Siana” în februarie 1978 și „ Alvin ” în martie 1979.
Gurile hidrotermale ale oceanelor transportă elemente dizolvate din crusta oceanică în oceane, modificând scoarța și aducând o contribuție foarte semnificativă la compoziția chimică a oceanelor. Împreună cu ciclul de generare a crustei oceanice în crestele oceanice și reciclarea acestuia în manta , alterarea hidrotermală reprezintă un sistem în două etape pentru transferul de elemente între manta și oceane. Scoarta oceanică reciclată în manta este aparent responsabilă pentru o parte din neomogenitățile mantalei.
„Fumătorii” aruncă apă geotermală la temperaturi de până la 400 ° C. Din cauza presiunii ridicate, această apă nu fierbe, dar se află într-o stare supercritică . Motivul pentru culoarea neagră și turbiditatea este o suspensie de sulfuri metalice . În contact cu apa oceanului, geotermalul se răcește, iar sulfurile de fier , cupru și nichel , vopsite în negru, sunt primele care cad din ea. Din ele se formează țevile „fumătorilor”. În procesul de răcire ulterioară (200-300 ° C), sulfurile de zinc și mangan cad din apa geotermală , vopsită în alb, astfel încât fundul din jurul „fumătorilor negri” să fie alb. Pe măsură ce apa geotermală crește încet, se răcește până la 300°C înainte de a atinge chiar apa oceanului, formând „fumători albi” cu țevile de sulfură de zinc și mangan.
Apa geotermală conține, de asemenea, hidrogen sulfurat, potasiu și magneziu. Are o reacție alcalină [3] .
Izvoarele hidrotermale sunt un fel de „oaze ale vieții” în zona afotică adâncă a oceanului, existând nu pe baza fotosintezei, ci pe bacterii chemosintetice . Acesta este habitatul comunităților biologice neobișnuite care asigură formarea unor ecosisteme independente . Astfel, cele mai adânci părți ale biosferei sunt limitate la ele , atingând o adâncime de 2500 de metri sau mai mult [4] .
În 2016, au fost publicate studii [5] , conform cărora ultimul strămoș comun al tuturor organismelor vii ( LUCA ) ar fi putut fi rezident al unei surse hidrotermale, în urmă cu aproximativ 3,8 miliarde de ani.
Sursele hidrotermale au o anumită contribuție la echilibrul termic al Pământului . Sub crestele mediane, mantaua se apropie cel mai mult de suprafata. Apa de mare pătrunde prin fisuri în scoarța oceanică la o adâncime considerabilă, este încălzită de căldura mantalei datorită conductivității termice și este concentrată în camere de magmă . Mai mult, presiunea internă a apei supraîncălzite în camere duce la eliberarea de jeturi foarte mineralizate din sursele de la fund.
Contribuția lor totală la echilibrul termic al Pământului este de aproximativ 20% din căldura geotermală totală eliberată - anual, fumătorii negri vărsă aproximativ 3⋅10 9 tone de apă foarte mineralizată încălzită la 350 °C și aproximativ 6⋅10 11 tone - scăzută- surse de temperatură (peste 20 °C) .