проект RISE
Проект RISE (Погружные эксперименты Ривера) — международный морской исследовательский проект 1979 года, целью которого было картирование и исследование распространения морского дна в Тихом океане , на гребне Восточно-Тихоокеанского поднятия (EPR) на 21° северной широты. Используя глубоководный аппарат ( ALVIN ) для поиска гидротермальной активности на глубине около 2600 метров, в рамках проекта была обнаружена серия источников, испускающих темные минеральные частицы при чрезвычайно высоких температурах, что и породило популярное название « черные курильщики ». [1] Биологические сообщества, обнаруженные в жерлах на 21 ° с.ш., основанные на хемосинтезе и аналогичные тем, которые были обнаружены в центре распространения на Галапагосских островах, [2] установили, что эти сообщества не уникальны. Открытие глубоководной экосистемы, не основанной на солнечном свете, стимулировало теории происхождения жизни на Земле. [3]
Расположение
[ редактировать ]Экспедиция RISE проходила в центре распространения Восточно-Тихоокеанского поднятия на глубине около 2600 метров (8500 футов), на 21° северной широты, примерно в 200 километрах (110 морских милях) к югу от Нижней Калифорнии и в 350 километрах (190 морских милях) к юго-западу от Масатлан, Мексика . [1] Район исследования на 21° с.ш. был выбран по результатам серии подробных придонных геофизических исследований, целью которых было картирование геологических особенностей, связанных с известным центром спрединга. [4] [5]
Эксперименты
[ редактировать ]Целью проекта было обнаружение и картирование подморского магматического очага , который питает лавы и магматические интрузии , которые создают океаническую кору и литосферу в процессе распространения морского дна . Этот подход включал в себя множество геофизических методов, включая сейсмологию , [1] магнетизм , [6] электрические свойства коры, [7] и гравитация . [8] Однако основным экспериментом было наблюдение за морским дном и сбор проб с помощью глубоководного аппарата ALVIN на гребне EPR на глубинах 2600 метров и более. [1]
RISE был частью проекта RITA (экспедиции Ривера-Тамайо), который включал подводные исследования (CYAMEX) на 21° северной широты и в зоне разлома Тамайо в устье Калифорнийского залива . [9] использовался французский подводный аппарат CYANA В рамках проекта RITA в экспедициях CYAMEX . Погружения CYANA на 21° с.ш. произошли в 1978 году, за год до экспедиции RISE. [9]
Участники
[ редактировать ]Американские, французские и мексиканские биологи, геологи и геофизики участвовали в экспедициях RISE и RITA. Экспедицией RISE руководили ученые Океанографического института Скриппса , входящего в состав Калифорнийского университета в Сан-Диего . Руководителями проекта были Фред Спайс и Кен Макдональд . Океанографический институт Вудс-Хоул предоставил ALVIN и сопровождающий его катамаран Lulu. Скриппс предоставил суда для наземных исследований « Мелвилл» и «Новый горизонт». Экспедиция проходила с марта по май 1979 года. Проектом RITA руководили французские ученые и руководил Жан Франшето. [9]
Выводы
[ редактировать ]
Главным открытием проекта RISE стало открытие очень горячих гидротермальных жидкостей, исходящих со дна моря из жерл в отдельных местах вдоль гребня поднятия. [1] Это было предвосхищено открытием во время экспедиции CYAMEX годом ранее отложений массивных сульфидных минералов на морском дне на 21 ° с.ш., которые, как предполагалось, возникли в результате гидротермальной активности, но тогда не наблюдались. [10] [11] Во время погружений RISE были обнаружены горячие источники, отмеченные минерализованными дымоходами диаметром около полуметра и высотой от одного до нескольких метров, состоящими из сульфидных минералов цинка , меди и железа . [12] Из дымоходов исходили черные шлейфы или струи мелких частиц этих минералов, что и породило популярное название «черные курильщики». [1] Измеренная температура этих струй составила 380±30°C. [1] Было обнаружено несколько источников выбросов с более низкой температурой (<23 °C). Эти теплые источники были похожи на те, что были обнаружены в Галапагосском центре распространения несколькими годами ранее. [2] Горячих жерл и черных курильщиков на Галапагосах не обнаружено. Моделирование данных гравитации, измеренных на морском дне, показало, что большая часть верхней океанской коры на 21° с.ш. была раздроблена и заполнена теплой водой. [8]
Научное влияние
[ редактировать ]
Массивные месторождения сульфидов были добыты на суше в таких местах, как Кипр , Оман и Австралия. [13] Открытие месторождений массивных сульфидов, связанных с жерловыми полями в центрах спрединга, послужило моделью формирования этих месторождений. [10] [11] Это также стимулировало коммерческие усилия по добыче этих глубоководных месторождений, обнаруженных в других местах . [14]
Морские геологи в течение многих лет были озадачены данными о кондуктивном тепловом потоке с морского дна, которые показали, что измеренные значения в центрах распространения были слишком низкими для теоретических моделей распространения морского дна. [15] теплопередача По оценкам , конвективная коры, рассчитанная впервые от жерловых шлейфов, во много раз превышает наблюдаемый кондуктивный тепловой поток в центре спрединга. [16] Эти наблюдения указали на важность конвективного теплового потока в центрах распространения и дали ответ на проблему низкого теплового потока. [15]
Открытие биологических сообществ в низкотемпературных теплых жерлах на 21° с.ш., населенных бентосным сообществом, таким же или подобным тому, которое было обнаружено в Галапагосском центре распространения, [2] установили, что формы жизни, обнаруженные на Галапагосах, не были уникальными. Кроме того, важность открытия на Галапагосских островах и 21° с.ш. хемосинтетической экосистемы , которая не зависела от солнечного света, существовала при высоких давлениях и была основана на химических веществах, выделяющихся в результате вулканизма, предоставила модель того, как жизнь могла зародиться на Земле. . [3] [17]
См. также
[ редактировать ]- Этуотер спросил
- Роберт Баллард
- Джек Корлисс
- Рэйчел Хэймон
- Мириам Кастнер
- Брюс П. Луендык
- Гидротермальные источники Индевор
- Magic Mountain (жерла на шельфе Британской Колумбии, Канада)
- Ривера Плейт
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д и ж г Шписс, ФН; Макдональд, КК; Этуотер, Т.; Баллард, Р.; Карранса, А.; Кордова, Д.; Кокс, К.; Гарсия, ВМД; Франшето, Дж. (28 марта 1980 г.). «Восточно-Тихоокеанское поднятие: горячие источники и геофизические эксперименты». Наука . 207 (4438). и команда RISE: 1421–1433. Бибкод : 1980Sci...207.1421S . дои : 10.1126/science.207.4438.1421 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17779602 . S2CID 28363398 .
- ^ Jump up to: а б с Корлисс, Джон Б.; Даймонд, Джек; Гордон, Луи И.; Эдмонд, Джон М.; фон Герцен, Ричард П.; Баллард, Роберт Д.; Грин, Кеннет; Уильямс, Дэвид; Бейнбридж, Арнольд (16 марта 1979 г.). «Подводные термальные источники на Галапагосском разломе». Наука . 203 (4385): 1073–1083. Бибкод : 1979Sci...203.1073C . дои : 10.1126/science.203.4385.1073 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17776033 . S2CID 39869961 .
- ^ Jump up to: а б Мартин, Уильям; Баросс, Джон; Келли, Дебора; Рассел, Майкл Дж. (2008). «Гидротермальные источники и происхождение жизни». Обзоры природы Микробиология . 6 (11): 805–814. дои : 10.1038/nrmicro1991 . ISSN 1740-1526 . ПМИД 18820700 . S2CID 1709272 .
- ^ Ларсон, РЛ; Шписс, ФН (3 января 1969 г.). «Восточно-Тихоокеанский гребень поднятия: придонный геофизический профиль». Наука . 163 (3862): 68–71. Бибкод : 1969Sci...163...68L . дои : 10.1126/science.163.3862.68 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17780175 . S2CID 19351123 .
- ^ Нормарк, Уильям Р. (1976). «Очерчение основной зоны экструзии Восточно-Тихоокеанского поднятия на 21 ° северной широты». Геология . 4 (11): 681. Бибкод : 1976Гео.....4..681Н . doi : 10.1130/0091-7613(1976)4<681:DOTMEZ>2.0.CO;2 . ISSN 0091-7613 .
- ^ Макдональд, Кен С.; Миллер, Стивен П.; Луендык, Брюс П.; Этуотер, Таня М.; Шуре, Лорен (1983). «Исследование магнитной линейности Вайна-Мэттьюза с подводного аппарата: источник и характер морских магнитных аномалий». Журнал геофизических исследований: Solid Earth . 88 (Б4): 3403–3418. Бибкод : 1983JGR....88.3403M . дои : 10.1029/JB088iB04p03403 . ISSN 2156-2202 .
- ^ Янг, Питер Д.; Кокс, Чарльз С. (1981). «Электромагнитный активный источник, зондирующий вблизи Восточно-Тихоокеанского поднятия». Письма о геофизических исследованиях . 8 (10): 1043–1046. Бибкод : 1981GeoRL...8.1043Y . дои : 10.1029/GL008i010p01043 . ISSN 1944-8007 .
- ^ Jump up to: а б Луендык, Брюс П. (1984). «Гравитационный профиль дна на гребне Восточно-Тихоокеанского поднятия на 21 ° северной широты». Геофизика . 49 (12): 2166–2177. Бибкод : 1984Geop...49.2166L . дои : 10.1190/1.1441632 .
- ^ Jump up to: а б с Научная группа Cyamex; Франшето, Дж.; Нидхэм, HD; Шукрун, П.; Жуто, Т.; Сегуре, М.; Баллард, РД; Фокс, Пи Джей; Нормарк, WR (1981). «Первые пилотируемые погружения на Восточно-Тихоокеанском поднятии на 21 ° с.ш. (проект RITA): общие результаты». Морские геофизические исследования . 4 (4): 345–379. Бибкод : 1981МарГР...4..345F . дои : 10.1007/BF00286034 . ISSN 0025-3235 . S2CID 130239388 .
- ^ Jump up to: а б Франшето, Дж.; Нидхэм, HD; Шукрун, П.; Жуто, Т.; Сегуре, М.; Баллард, РД; Фокс, Пи Джей; Нормарк, В.; Карранса, А. (1979). «На Восточно-Тихоокеанском поднятии обнаружены массивные глубоководные месторождения сульфидных руд» (PDF) . Природа . 277 (5697): 523–528. Бибкод : 1979Natur.277..523F . дои : 10.1038/277523a0 . ISSN 0028-0836 . S2CID 4356666 .
- ^ Jump up to: а б Хекинян Р.; Феврие, М.; Бишофф, Дж.Л.; Пико, П.; Шанкс, WC (28 марта 1980 г.). «Сульфидные отложения в восточной части Тихого океана поднимаются около 21 северной широты». Наука . 207 (4438): 1433–1444. дои : 10.1126/science.207.4438.1433 . ISSN 0036-8075 . ПМИД 17779603 . S2CID 129237949 .
- ^ Хэймон, Рэйчел М .; Кастнер, Мириам (1981). «Отложения горячих источников на Восточно-Тихоокеанском поднятии на 21 ° с.ш.: предварительное описание минералогии и генезиса». Письма о Земле и планетологии . 53 (3): 363–381. Бибкод : 1981E&PSL..53..363H . дои : 10.1016/0012-821X(81)90041-8 .
- ^ Перкинс, В.Г. (1 июля 1984 г.). «Кремнеземные доломитовые и медные рудные тела горы Иса; результат системы синтектонических гидротермальных изменений» . Экономическая геология . 79 (4): 601–637. Бибкод : 1984EcGeo..79..601P . дои : 10.2113/gsecongeo.79.4.601 . ISSN 1554-0774 .
- ^ Миллер, Кэтрин А.; Томпсон, Кирстен Ф.; Джонстон, Пол; Сантильо, Дэвид (2018). «Обзор добычи полезных ископаемых на морском дне, включая текущее состояние развития, воздействие на окружающую среду и пробелы в знаниях» . Границы морской науки . 4 . дои : 10.3389/fmars.2017.00418 . hdl : 10871/130175 . ISSN 2296-7745 .
- ^ Jump up to: а б Листер, CRB (1972). «О тепловом балансе срединно-океанического хребта» . Международный геофизический журнал . 26 (5): 515–535. Бибкод : 1972GeoJ...26..515L . дои : 10.1111/j.1365-246X.1972.tb05766.x . ISSN 0956-540X . S2CID 84178756 .
- ^ Макдональд, Кен С.; Беккер, Кейр; Шписс, ФН; Баллард, Р.Д. (1980). «Гидротермальный тепловой поток жерл «черного курильщика» на Восточно-Тихоокеанском поднятии». Письма о Земле и планетологии . 48 (1): 1–7. Бибкод : 1980E&PSL..48....1M . дои : 10.1016/0012-821X(80)90163-6 .
- ↑ Химия горячих источников морского дна может объяснить возникновение жизни . Журнал «Астробиология», 27 апреля 2015 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Баллард, РД; Грассл, Дж. Ф. (1979). «Невероятный мир глубоководных разломов». Нэшнл Географик . 156 : 680–705.
- Баллард, Роберт Д. (21 марта 2017 г.). Вечная тьма: личная история глубоководных исследований . Хайвли, Уилл (изд. Новой Принстонской научной библиотеки). Принстон, Нью-Джерси ISBN 9780691175621 . OCLC 982214518 .
{{cite book}}: CS1 maint: отсутствует местоположение издателя ( ссылка ) - Крейн, Кэтлин. (2003). Морские ноги: рассказы женщины-океанографа . Боулдер, Колорадо: Westview Press. ISBN 978-0813340043 . OCLC 51553643 .
- Хеймон, Р.М. (2014), «Гидротермальные жерла на срединно-океанических хребтах» , Справочный модуль по системам Земли и наукам об окружающей среде , Elsevier, doi : 10.1016/b978-0-12-409548-9.09050-3 , ISBN 9780124095489 , получено 27 июня 2019 г.
- Макдональд, Кен С.; Луендык, Брюс П. (1981). «Гребень Восточно-Тихоокеанского поднятия». Научный американец . 244 (5): 100–117. Бибкод : 1981SciAm.244e.100M . doi : 10.1038/scientificamerican0581-100 . ISSN 0036-8733 . JSTOR 24964420 .
- Ван Довер, Синди. (2000). Экология глубоководных гидротермальных источников . Принстон, Нью-Джерси: Издательство Принстонского университета. ISBN 978-0691057804 . OCLC 41548235 .