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海底冷泉是什么?

促天科技 2024-08-20 14:45 0 0条评论

一、海底冷泉是什么?

冷泉(cold seep)即海底天然气渗漏,在全球是一个广泛分布的自然现象,指分布于大陆边缘海底来自沉积界面之下、以水、碳氢化合物(天然气和石油)、硫化氢、细粒沉积物为主要成分,流体温度与海水相近的流体,并广泛发育于活动和被动大陆边缘斜坡海底。

二、冷泉生物是什么?

冷泉以水碳氢化合物(天然气和石油)硫化氢微沉积物为主要成分,是温度低、与海水温度相似的流体,主要分布在被动陆缘和主动陆缘斜坡海底沉积面下。

冷泉是继海底热液之后的另一个重大发现,两者都反映了海底的极端环境,但同时在这种环境下生活着大量生物,这是目前地球科学的研究热点。

三、冷泉生物有哪些?

以往的科学研究表明,冷泉的初级生产者主要为甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌。这些初级生产者,吸引了管状蠕虫、蛤类、贻贝类、多毛类、海星、海胆、海虾等初级消费者,以及鱼、石蟹等高级消费者。

这些大型生物最终会被微生物分解,从而回归自然,形成一套完整的冷泉生态系统。

四、海底热液和冷泉的区别?

     冷泉跟热液的形态类似,最大的区别是温度,冷泉流体温度3℃到5℃,和周围的海水温度几乎一致。

      冷泉和热液是海底生命极度活跃的特殊生境,通常认为化能自养型微生物是热液和冷泉生态系统的主要初级生产者,可以高效的利用热液和冷泉流体中的化学能。热液生态系统的初级生产者嗜热细菌和古细菌,其初级能量来源于地球深部上升喷出流体提供的化学能,它们氧化热液中硫化物(如H2S,FeS)和甲烷获得能量,还原二氧化碳制造有机物,而不依赖光合作用。

        深海热液又称为“黑烟囱”,主要是海底深处喷出的高温流体遇到海水时混合形成的“黑烟”,这些黑烟富含硫化物颗粒,流体成分主要是甲烷、二氧化碳和硫化氢,温度可以高达400摄氏度。冷泉跟热液的形态类似,最大的区别是温度,冷泉流体温度3℃到5℃,和周围的海水温度几乎一致。

     在几千米的深海中,没有阳光,但却存在生命。深海中的热液和冷泉,孕育了极端的生命现象,颠覆了“万物生长靠太阳”的基本理论。

      近几十年来,随着各种海洋勘探工具的快速发展,人类对海洋的认识也迅速从二维进展到三维、四维,获取了不同深度、时间上不同类型的大量数据资料,逐步揭开了其神秘面纱,海洋也在不断地惊艳着我们。从变幻多彩的海平面、到美丽繁华的热带浅海生物,再到漆黑荒凉的深海海底,又到奇形怪状的深渊生物,我们的海洋观不断地被刷新。今天,就给大家介绍下深海里的两种神秘的特殊环境——热泉和冷泉。

       海底热泉(又称海底热液)系统的发现是以1948年瑞典科学家利用“信天翁号”(Albatross)考察船在红海发现高温高盐溶液为标志。1963-1965年国际印度洋调查期间,在红海的轴部及中央盆地中识别出层化的高温高盐溶液,发现了热液多金属软泥,从而揭开了海底热液活动研究的序幕。在随后的调研中,在大洋中脊多处发现了黑烟囱、块状硫化物及喷口生物,海底热液活动也成了科学家了解地球深部构造及地球生命起源的一个重要窗口。

      海底热液活动在离散板块边界和汇聚板块边界均可出现,但都集中在拉张性构造带上,主要分布于洋中脊、弧后扩张中心等。其形成的机理是:海水沿裂谷张性断裂或裂隙渗入洋壳内部,受炽热的熔岩影响后与基底玄武岩发生反应,形成酸性、还原且富硫化物与成矿金属的热液,温度高达350~400℃。反应程度随温度和压力的增加而增加,直到岩石变得难以渗透,含矿热液就上升回到海底。当它们从喷口涌出时与冷海水相遇,导致黄铁矿、黄铜矿、纤锌矿、闪锌矿等硫化物及钙、镁硫酸盐的快速沉淀,最后不断堆积成一种烟囱状的地貌。烟囱高低粗细各不相同,高的可以达到一百多米,矮的也有几米到几十米。因温度和组分差异,形成白烟囱或黑烟囱:当热液温度为100~350℃时,形成主要由硫酸盐矿物(硬石膏、重晶石)、二氧化硅和白铁矿组成的白烟囱。当温度≥350℃时,形成由暗色硫化物如磁黄铁矿、闪锌矿和黄铜矿等堆积而成的黑烟囱。

       热液生态系统与陆地-浅海光合作用为基础的生命体系有根本区别,它们形成以嗜热硫还原细菌为基础生产力的食物链,构成一个自养自给的共生系统,目前认为海底热液是其营养物质的初始来源。这一环境内的生物组成主要有细菌、双壳类、铠甲虾,与细菌共生的巨型管栖动物、管水母、腹足类和一些鱼类,这在压力巨大、一片漆黑的海底形成了一片繁华的生命奇景。这一群落随着“热液”的长消而出没,当“热液”停止喷发,这一群落也随着消失。当新的“热液”产生时,又能形成新的群落。

     多金属硫化物矿床是热液活动的产物,富含Cu、Zn、Fe、Mn、Pb、Ba、Ag、Au、Co、Mo等金属和稀有金属,赋存于2000~3000米水深的海底,是继大洋锰结核和结壳之后发现的又一具有巨大开发远景的海底矿产资源。它和深海热液喷口生物、大洋多金属结核、富钻结壳、天然气水合物等新型资源一起被誉为21世纪人类可持续发展的战略接替资源,具有很好的科研与商业应用前景。

     海底冷泉从发现到现在已经近40年,是继海底热液之后的又一重大发现,二者都反映了海底的极端环境。来自海底沉积界面之下的以水、碳氢化合物 (天然气和石油)、硫化氢、细粒沉积物为主要成分的流体以喷涌或渗漏方式从海底溢出,并产生系列的物理、化学及生物作用,这种作用及其产物称为冷泉。既然海底热泉是热的,那么冷泉也是冷的喽?其实,海底冷泉的温度与周围海水温度相近,约2~4℃。冷泉常呈线性群产出,主要集中在断层和裂隙较发育地区,经常伴随着大量自生碳酸盐岩、生物群落、泥火山、麻坑、泥底辟等较为宏观的地质现象。

导致冷泉形成的因素主要包括:

①海底沉积物埋藏或者沉积物滑动、运移及重新沉积;

②全球气候变冷或变暖引起海平面的升降,从而使海底压力和温度变化;

③构造抬升或海平面下降使压力降低;

④与地震有关的压力快速变化、火山喷发、地温梯度升降;

⑤海底底层水变暖或温盐环流变化,冬季变冷和夏季升温引起的海底环境变化。

      冷泉的流体可能来自于下部地层中长期存在的油气系统,也可能是海底天然气水合物分解释放的烃类(CH4等)。因此,当上述因素出现时,流体会沿着泥火山、构造面或沉积物裂隙向上运移和排放,便会形成甲烷冷泉。根据冷泉流体溢出速度的不同,将其分为快速冷泉和慢速冷泉。快速冷泉常产自泥火山,流体为富甲烷的流体携带大量细粒沉积物;慢速冷泉流体富油或气,在空间上快速和慢速冷泉常过渡伴生。冷泉流体的流量在时间和空间上也是不断变化的,控制因素主要有潮汐作用、构造作用、孔隙流体与海水的浓度差产生的对流、生物泵作用(海底生物活动改造流体的流动方式)等。

     冷泉生物系统是指示海底冷泉非常直接的标志。甲烷氧化菌和硫酸盐还原菌参与到冷泉流体中的甲烷与硫酸根离子的缺氧甲烷氧化反应中,为化能自养生物提供了碳源和能量,成为冷泉生态系的初级生产者。在其基础上又发育着菌席和深海双壳类(贻贝类和蛤类)及蠕虫(管状群蠕虫和冰蠕虫)多毛类动物以及海星、海胆、海虾等一级消费者,其中管状蠕虫只出现在冷泉流速较低的环境。二级消费者有鱼、螃蟹、扁形虫、冷水珊瑚等。所以冷泉活动区域一般都是海底生命极度活跃的地方,和热液生态系统并称为“深海绿洲”。

      全球海洋环境中可能发育有900多处海底冷泉活动区,每年释放大量 CO2 和 CH4等烃类气体到大气中,而 CH4的温室效应是相同质量 CO2的20倍以上,因此是全球变化的重要影响因子。我国近海冷泉区主要有 7个,其中南海海域分布6个,东海冲绳海槽1个。2015年“海马”号 ROV 在珠江口盆地西部海域发现了海底巨型活动性“冷泉”,被命名为“海马冷泉”。该冷泉浅表层富含天然气水合物、自生碳酸盐岩大量出露、冷泉生物群广泛发育,是非常典型冷泉系统。

      研究冷泉具有重要的科研意义。冷泉是探寻天然气水合物的重要标志之一;冷泉生态系统是研究地球深部生物圈的窗口;冷泉溢出的 CH4 和 CO2是可能造成全球气候变化的重要因素;同时,研究全球圈层相互作用和全球变化也是科学前沿之一。

五、声学识别海底生物图片视频

声学识别技术在海底生物研究中的应用

声学识别技术是一种利用声波进行目标识别和监测的技术,近年来在海底生物研究领域得到了越来越广泛的应用。海底生物是海洋生态系统中至关重要的一部分,了解海底生物的分布、种类和数量对于生态环境的保护和管理至关重要。声学识别技术通过声波在水中的传播特性,能够快速、准确地获取海底生物的信息,并且不会对生物本身造成影响,因此成为海洋科学研究中重要的辅助工具。

声学识别技术原理

声学识别技术是通过声波在介质中传播时与目标交互产生的回波信号进行识别和分析。在海底生物研究中,声学识别技术利用声波穿透海水,与不同生物体产生的回波信号进行识别和分类。不同种类的海底生物会产生不同的反射特征,通过记录和分析回波信号的强度、频率等参数,研究人员可以判断目标生物的种类、数量和分布情况。

声学识别技术优势

  • 非入侵性:声学识别技术不需要直接接触目标生物,对生物没有干扰,不会改变其行为或生存环境;
  • 高效快速:声学识别技术可以在较短的时间内获取大量数据,实现对海底生物的高效检测和监测;
  • 远程监测:声学识别技术可以进行远程监测,实时获取数据并实现对海底生物的长期观测。

声学识别技术在海底生物研究中的应用

声学识别技术在海底生物研究中有着广泛的应用,主要体现在以下几个方面:

海底生物种类识别

通过声学识别技术可以对海底生物的种类进行识别和分类,根据回波信号的特征可以判断目标生物究竟是鱼类、软体动物还是其他海洋生物,在海洋生态系统研究中有着重要的意义。

海底生物数量统计

声学识别技术还可以对海底生物的数量进行统计,通过回波信号的强度和频率等参数可以推断目标生物的数量,并进行数量化分析,从而更好地了解海洋生物群落的结构和动态变化。

海底生物分布规律研究

声学识别技术能够帮助研究人员分析海底生物的分布规律,包括深度分布、空间分布等,进一步揭示海洋生态系统中不同生物体的相互作用和影响因素。

声学识别技术未来发展

随着科技的不断进步,声学识别技术在海底生物研究中的应用前景也日益广阔。未来,声学识别技术有望更加精确、智能地识别海底生物,实现对海洋生态系统的更全面、深入的研究。同时,声学识别技术还有望与其他先进技术结合,如图像识别、视频监测等,进一步提升在海底生物研究中的应用效果,为海洋环境保护和管理提供更可靠的数据支持。

总的来说,声学识别技术在海底生物研究中发挥着重要作用,不仅可以帮助科研人员更好地认识海洋生态系统,还能为生物资源保护和海洋环境监测提供有力支持。相信随着技术的不断进步和完善,声学识别技术在海底生物研究中的应用将会迈上新的台阶,为海底生物保护和海洋生态环境的可持续发展贡献更多力量。

六、海底有哪些有趣的生物?

可以阅读以下文章:

这些管子里住着谁?挖出来看看!(作者:于海成)

海滩粪条的制造者,原来是它!(作者:于海成)

“裸体海参”——海肠(作者:海生张)

海洋欢乐谷:揭秘深水“黑帮老大”(作者:暮晖熠熠)

海洋欢乐谷:柔骨鱼的杀手锏(作者:达达)

海洋欢乐谷:深海生物都是丑八怪?它们抗议!(作者:暮晖熠熠)

七、海底有没有未知的大型生物?

在已探测范围内不太可能.首先你说它大,那它就容易被探测到.其次越深食物越少,个头长的大很难.

八、海底恐怖生物?

大王具足虫,或称为巨型深海大虱、巨型等足虫,是世界体积最大的节肢动物门等脚目漂水虱科动物。一般认为大王具足虫大量生活在一千米以下的冰冷的大西洋深海里。

九、海底神奇生物?

海底的神奇生物太多了,我简单说几个,1花帽水母,主食是鱼,但偶尔也会吃吃同类。随着食物供给的多少,可以调整自己的大小。

2.海樽,是种很环保的动物!会吃掉水中的碳,然后压缩成小小的碳颗粒并沉淀在海底。能改善温室效应。

3.海蝴蝶,虽然叫海蝴蝶,但其实是海蜗牛,有两只长得像翅膀的脚可以游泳。

4.海熊,是种直径小于一公厘的超迷你生物,却可以承受各种恶劣环境:-273度至180度、真空、大量辐射,还能在10年干燥后起死回生。

十、海底生物盘点?

鲨鱼水母 、海豚、鲸鱼、海马、章鱼、 乌贼、 龙虾、 海狮 、 海星 、 珊瑚 、螃蟹、 章鱼 、龙虾、贝类 、 鲨鱼、海参、乌贼、 虾子 、海豚、金鱼、白带鱼、牡蛎 、珊瑚、海胆、虾、水母、海马、乌贼、 章鱼、海牛、狮子鱼、魟鱼、鲸、海星、海豚、鲨鱼、海龟、寄居蟹、海獭、 海狗、海象、海豹、海葵e、海绵、蟹、 管口鱼、小丑鱼、海狮、金鳞鱼、 蝶鱼、比目鱼、刺河魨、海蛇。