熱水プロセス

はじめに

熱水プロセスは、お湯の表面下の動きに関係しています。 (”魔法瓶”は熱を意味し、”hydros”は水を意味します。)熱は通常、地球のマントルからのマグマの湧昇によって供給され、水は表面から浸透する降水から来る。 海洋の水はまた、マントルから連続的に上昇するマグマと接触して、中間海嶺に沿って新しい海洋地殻を形成することができる。 カルシウムとマグネシウムの二つの金属は、海底での水熱プロセスによって大量に輸送され、海洋と大気の二酸化炭素バランスにとって重要です。

歴史的背景と科学的基盤

熱水プロセスのいくつかの症状には、間欠泉、噴気孔、温泉が含まれます。 これらは、一般的に最近の火山活動の地域で発見されています。 そのような場所では、地表水は岩石を通って地表下のマグマ貯留層の近くの高温地域に向かう可能性があります。 その後、水は加熱され、したがって密度が低くなり、亀裂や亀裂を通って表面に戻ります。 ワイオミング州のイエローストーン国立公園にある古い忠実な間欠泉のような間欠泉は、大量のお湯が地下の空洞を満たしたときに噴火し、その一部は地面から強力なジェットで脱出する蒸気に変換されます。

噴気孔は蒸気と他のガスの混合物を放出します。 通常、噴気孔から放出されるガスの一つである硫化水素は、表面で硫酸および天然硫黄に酸化する。 これらの化学物質は、多くの熱分野で見つかった鮮やかな色の岩を占めています。

温泉は高温の地下水を自然に排出しています。 それらは、地球の表面が水のテーブル(水で飽和した岩の最上層)と交差する熱地域で発生します。 温泉の温度と排出速度は、温泉を供給する地下流路のシステムを水が循環する速度、深さで供給される熱の量、加熱された水が表面近くの冷たい地下水 火山地域で見つかった温泉は、沸騰近くの水温を持っている可能性があります。

海嶺に沿った広範な熱水活動は、海底プロセスと大気中の二酸化炭素(CO2)との間の化学的リンクを提供する。 冷たい底の水は、新鮮な尾根頂上玄武岩の亀裂を通って海底から数キロメートルの深さまで浸透することができます。 この水が572°F(300°C)以上の温度でより深い熱い玄武岩によって加熱され、化学的に反応すると、海底の温泉を通って表面に上昇します。 このプロセスの間に起こる化学反応は海水のマグネシウムおよび硫酸塩およびカルシウム、カリウムおよび他の複数の要素の強化の取り外しを含

カルシウムとマグネシウムの化学的交換は、カルシウムが海で重炭酸塩(HCO3–)と反応してCO2を形成するため、特に重要です。 したがって、海水へのカルシウム投入量のバランスをとる唯一の重要なプロセスは、最終的に大気中にその方法を見つけるCO2の放出をもたらす。 研究者らは、熱水噴出孔は現在、天然源から大気に入るすべてのCO2の14-22%を占めていると推定している。

影響と問題

1980年代、ミシガン大学のRobert M.OwenとDavid K.Reaは、海底での熱水活動の増加が、CO2大気レベルの増加と5000万年前に発生したその後の地球温暖 二人の海洋学者は、始新世の地殻活動(地殻の一部が互いに接触する過程)が熱水活動の高まりを引き起こしたと仮定した。 これは、現在発生している人為的(人為的)な地球温暖化の唯一の歴史的類似点を提供する可能性のある世界的な温室効果を引き起こしました。

過去の熱水活動のレベルを決定するために、OwenとReaは、東太平洋で採取された堆積物と岩石コアサンプル中の温泉水で一般的に見られる2つの化学物質である鉄とシリカの濃度を測定した。 このデータは、他の研究者によって収集された始新世の地質データとともに、現在のものよりも鉄レベルが6倍、シリカレベルが20倍以上であることを示 これは、始新世の間に海洋の熱水プロセスが実際に大きく高められたことを示しています。

始新世は、次の世紀に世界に予測されているものに匹敵する顕著な気候変動によって特徴づけられました。 温度は前のエポックのそれより9°F(5°C)増加した。 その期間からのデータはまた、空気が湿気があり、大気循環が減少し、極で増幅された温暖化が起こったことを示しています。

知っておきたい言葉

始新世時代:5580万年前から3390万年前までの地質時代。 地球規模の気候は始新世の大部分の間に今日よりもはるかに暖かく、熱帯の条件は今日の温帯緯度にまで広がっていました。 始新世の始まりは、多くの種の絶滅を引き起こし、現代の哺乳類の進化のための道をクリアした約200,000年続く世界的な温度の急激な上昇である古新世-始新世の熱極大期によって特徴付けられた。

噴気孔:火山ガスや蒸気を放出する地面に開口している。 一般的に放出されるガスは二酸化炭素です。

間欠泉:定期的に蒸気とお湯を空気中に噴霧する温泉。 間欠泉は、地熱熱源と接触して水テーブルからの経路を必要とします。

ジュラ紀:200万年前から145万年前までの地質学的時間の単位で、大きな恐竜で大衆文化で有名です。 世界の平均気温と大気中の二酸化炭素濃度は、今日よりもジュラ紀の間にはるかに高かった。

マグマ:液体、気体、岩石や結晶の粒子からなる地球深部の溶融岩。 マグマは火山活動の領域の下にあり、地球の表面では溶岩と呼ばれています。

降水量:雲から落ちる水分。 雲は空に浮かんでいるように見えますが、常に落下しており、水滴は重力によってゆっくりと引っ張られています。 水滴は非常に小さく軽いので、1,000フィート(305m)に落ちるまでに21日かかることがあり、風の流れは容易に降下を中断することができます。 液体の水は雨や霧雨のように落ちます。 すべての雨滴は、塩やほこりの粒子の周りに形成されます。 (この塵のいくつかは、小さな隕石や彗星の尾から来ています。)水や氷の小滴は、これらの粒子に固執し、その後、滴はより多くの水を引き付け、彼らは雲から落ちるのに十分な大きさになるまで大きくなって続 霧雨の滴は雨滴よりも小さい。 多くの雲では、雨滴は実際には雲の一部または全部が氷点下にあるときに形成される小さな氷の結晶として始まります。 氷の結晶が雲の中に落ちると、それらはそれらの上に凍結する水滴と衝突する可能性があります。 氷の結晶は、雲から落ちるのに十分な大きさになるまで、より大きく成長し続けます。 彼らは暖かい空気を通過し、溶け、雨滴として落ちる。

: テクトニクスに関連して、惑星の地殻(山脈、大陸、海床など)を形作る力の科学的研究。).

湧昇:より低い温度とより高い密度の地下水が海洋の表面に向かって移動する海洋における水の垂直運動。 湧昇は、大陸の西海岸の間で最も一般的に発生しますが、海のどこでも発生する可能性があります。 大陸の海岸線にほぼ平行に吹いている風が海岸から離れて軽い地表水を運ぶときに湧昇の結果。 より密度が高く、温度が低い地下水は、地表水を置き換え、沿岸地域の天候にかなりの影響を及ぼします。 二酸化炭素は、湧昇の領域で大気に移されます。

地下水位:地下水位またはその下の深さで地面が液体の水で飽和しています。 水面が表面と交差する場所では、水が見つかります(例えば、湖、泉、小川)。

他の気候変動のエピソードも熱水プロセスに関連しています。 Henrik Svensen et al. (2003)は、北大西洋のVøringとMøre盆地と南アフリカのKaroo盆地の陸上で同定された大規模な熱水噴出孔複合体が、地球規模の気候変動と大量絶滅を引き起こすのに十分なメタン、重要な温室効果ガスを放出した可能性があると仮定している。 北大西洋における過去の熱水活動は始新世の地球温暖化の発症に対応しているが、カルー盆地の熱水活動はジュラ紀前期の海洋無酸素(酸素欠乏)の期間を説明する可能性がある。 このような無酸素事象は大量絶滅を引き起こした可能性があり、地球温暖化の期間中に発生すると仮定されています。 最後に、南極のロス海の後期始新世の間の冷却エピソードも熱水システムにリンクされています。

二酸化炭素(CO2)、地熱エネルギー、温室効果、海洋および海も参照してください。

参考文献

定期刊行物

Dallai,Luigi,et al. “南極の始新世の気候変動を追跡する化石熱水システム。^”地質学29,no.10(2001年10月):931-934.

オーウェン、ロバートM. およびDavid K.Rea。 “海底熱水活動は、気候をテクトニクスにリンクしています:始新世の二酸化炭素温室。”科学227,no.4683(January11,1985):166-169.

シャクルトン、サー-ニコラス-J.、アン-ボアズマ。 “始新世の海の気候。^”Journal of the Geological Society London138,no.2(April1981):153-157.

Svensen,Henrik,et al. “堆積盆地における膨大な貫入玄武岩火山活動に起因する地球規模の気候変動:メタン輸送と噴火メカニズム。^”American Geophysical Union,Fall Meeting2003,abstract#V21C-0528,2003.

Weisburd,S.”温泉、温暖な気候とCO2。^『科学ニュース127』(1985年3月23日)20頁。

ウェブサイト

“地熱エネルギーと熱水活動。”USGSカスケード火山観測所。 月12,2005. <http://vulcan.wr.usgs.gov/Glossary/ThermalActivity/description_thermal_activity.html>(アクセスNovember4,2007)。

ミケーレ-チャップマン

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