Арктическое гидротермальное жерло может помочь в поисках внеземной жизни

 

Когда в 2014 году ученые обнаружили гидротермальное жерло в гидротермальной системе Аврора в Северном Ледовитом океане, они не сразу осознали, насколько захватывающим было их открытие.

"Хотя обнаружение какого-либо жерла в Северном Ледовитом океане было первым, мы решили, что то, что мы обнаружили, было одним из наименее интересных видов жерловых участков, которые существуют", - сказал Крис Герман, старший научный сотрудник отдела геологии и геофизики Океанографического института Вудс-Хоул. "Мы вернулись домой из экспедиции, думая: "Хорошо, мы нашли место в Арктике. Это здорово, но если убрать ледяной покров, то это просто еще одно вентиляционное отверстие"."

 

Однако после дальнейшего анализа и последующей экспедиции на удаленное место в 2019 году немецкие и другие исследователи теперь считают это очень важной находкой. Они полагают, что это жерло — и другие, которые еще предстоит обнаружить на дне рифтовой долины хребта Гаккель в Северном Ледовитом океане - может изменить наше понимание сверхмедленного распространения срединно—океанических хребтов, существенно расширить оценки ценных морских месторождений полезных ископаемых, богатых медью и золотом, и послужить естественными лабораториями, помогающими информировать поиск внеземной жизни.

"Наши результаты имеют значение для сверхмедленного охлаждения хребта, глобального распределения морских минералов и разнообразия геологических условий, в которых может происходить абиотический органический синтез, что имеет отношение к поиску жизни за пределами Земли", - говорится в документе. "Вулканическое извержение с признаками ультрамафического влияния на гидротермальном поле Аврора на Гаккеле Хребет", опубликованный в Nature Communications.

"Самая большая часть того, что мы, возможно, обнаружили, - это вентиляционное отверстие под покрытым льдом океаном, которое также является отличным местом для изучения органического синтеза, имеющего отношение к происхождению жизни и поиску жизни за пределами Земли", - сказал Герман, который является ведущим автором статьи. "Сочетание изучения геологии морского дна и химического состава вышележащей водной толщи - это то, что дает нам особое представление об этом месте сброса и показывает, что оно обладает этими особыми качествами".

По его словам, место выхода может стать естественной лабораторией для подготовки к исследованию спутника Сатурна Энцелада, спутника Юпитера Европы и других тел Солнечной системы с подповерхностными океанами, которые могли бы обеспечить условия, пригодные для жизни.

По словам Германа, прогресс в нашем понимании подповерхностных полезных ископаемых также является значительным.

Выводы о месте выхода "предполагают, что месторождения гидротермальных минералов, которые могли бы быть экономически жизнеспособными в будущем — из—за, например, высокого содержания меди и золота, присутствующих в месторождениях, - могут быть намного более обильными вдоль половины всех гребней мировых хребтов, чем мы имели ранее ценю", - сказал он.

"Это класс вентиляционных площадок, которые ранее были отвергнуты как неспособные поддерживать рост крупных гидротермальных месторождений полезных ископаемых. До сих пор ученые предполагали, что такие небольшие вулканические системы не могут поддерживать гидротермальную циркуляцию достаточно долго, чтобы вырастить такие большие залежи полезных ископаемых."

Что касается морской добычи полезных ископаемых, Герман сказал: "Как ученые, мы считаем, что мы должны довести эту информацию до лиц, принимающих решения, таких как Международный орган по морскому дну, чтобы они могли принимать обоснованные решения, лучше понимая мир природы".

В гидротермальной системе Аврора находится активная подводная вентиляция с обширным полем реликтовых месторождений полезных ископаемых, связанных с неовулканическим курганом, расположенным на дне рифтовой долины хребта Гаккель. Однако исследования с помощью глубинной камеры и бокового обзора, проведенные исследователями, показывают, что участок имеет более 100 метров в поперечнике. Это необычно велико для вулканически расположенного жерла на медленно распространяющемся хребте и более сопоставимо с тектонически расположенными системами, для формирования которых требуются большие тепловые потоки в течение длительного периода времени, говорится в документе.

Гидротермальный шлейф Авроры демонстрирует гораздо более высокие значения растворенного метана по отношению к марганцу, чем в типичных базальтовых жерлах "черного курильщика". Вместо этого шлейф очень напоминает шлейфы от высокотемпературных ультрамафитовых жерл на медленно распространяющихся хребтах.

"Мы выдвигаем гипотезу, что глубоко проникающая циркуляция жидкости, возможно, поддерживала длительное вентилирование, очевидное на гидротермальном поле Авроры, с помощью гидротермальной конвекционной ячейки, которая может получить доступ к ультраосновным литологиям, лежащим в основе аномально тонкой океанической коры в этой обстановке сверхмедленного распространения хребта", - отмечается в документе. Подушечные базальты, наблюдаемые в обнажениях на морском дне, "могут представлять собой лишь относительно тонкий слой океанической коры, в то время как гидротермальная конвекционная ячейка имеет доступ к ультраосновным литологиям под ней".

Ультраосновные породы - это примитивные породы из недр Земли, которые похожи по объемному составу на метеориты. Ультранизкие растекающиеся хребты, такие как рифтовая долина хребта Гаккеля, распространяются со скоростью 1 сантиметр (см; около половины дюйма) в год; для сравнения, Северная Америка и Европа расходятся более чем в два раза быстрее - 2,5 см (один дюйм) в год, в то время как морское дно Тихого океана распространяется еще быстрее - 10-20 см (4-8 дюймов) в год.

По мнению соавтора статьи в журнале Эогана Ривза, значение открытия Aurora заключается в том, что оно может вскоре добавить новые важные данные о том, что в настоящее время является очень редким химическим составом этих видов горячих источников.

"Подавляющее большинство черных курильщиков, визуально подтвержденных на морском дне — сейчас их насчитывается более 700 — в основном взаимодействуют с базальтовыми или более богатыми кремнеземом породами. Несмотря на то, что циркуляция нагретой морской воды в богатых железом мантийных ультраосновных породах является центральной темой в астробиологии океанического мира и исследованиях происхождения жизни, в настоящее время у нас есть химический состав менее чем для дюжины горячих источников, на которые влияют такие породы на морском дне Земли, скрывая, насколько химически разнообразны — или похожи"эти жидкости могут быть, и какие химические вещества все еще могут скрываться там", — сказал Ривз, доцент кафедры наук о Земле и Центра глубоководных исследований Бергенского университета.

"Те немногие системы, о которых мы знаем в настоящее время, выделяют жидкости, которые химически сильно отличаются друг от друга, и они изменили наше понимание того, какие микробиологические и геохимические процессы происходят в такого рода системах. Шлейф полярного сияния имеет некоторое химическое сходство с другим известным горячим источником, но нам еще многое предстоит узнать о недавно обнаруженном месте. В будущем будет очень интересно посмотреть, вписывается ли Аврора в известный нам химический сюжет или расширяет его".

Соавтор статьи Вера Шлиндвейн сказала, что она "заинтригована высокотемпературной вентиляцией в Aurora". Базальтовая насыпь "находится в странном месте, прямо там, где морское дно опускается на большие глубины истощенной магмой Ленской впадины", - сказал Шлиндвейн, профессор Центра полярных и морских исследований имени Гельмгольца Института Альфреда Вегенера. Ленский прогиб является южным продолжением хребта Гаккеля.

"Неглубокие ультраосновные породы кажутся естественными в этом месте, но источник тепла и расплава, достаточный для создания базальтовой насыпи Aurora и поддержания высокотемпературной вентиляции, является скорее сюрпризом. С их крайне неравномерной подачей расплава сверхтекучие растекающиеся хребты могут таить в себе еще больше сюрпризов в отношении геологического строения вентиляционных полей".

Размышляя о полученных результатах, Герман сказал: "Мы продолжаем удивляться тому, насколько разнообразно и чудесно морское дно. Каждый раз, когда мы выходим на улицу и исследуем окрестности, мы удивляемся, потому что не просто находим больше того же самого. Скорее, мы продолжаем находить совершенно новые вещи, отличные от всего, что мы видели раньше".

Категория: Наука и Техника | Добавил: fantast (03.11.2022)
Просмотров: 33 | Рейтинг: 0.0/0