Los manantiales hidrotermales de las dorsales oceánicas (también conocidos como "fumadores negros" [1] ) son numerosos manantiales que operan en el fondo del océano , confinados a las partes axiales de las dorsales oceánicas . De ellos, agua caliente altamente mineralizada bajo la presión de cientos de atmósferas ingresa a los océanos . Son formaciones tubulares que alcanzan una altura de decenas de metros, cuya estabilidad está asegurada por la acción de la fuerza de Arquímedes (fuerza de extrusión).
Los científicos soviéticos estudiaron y describieron por primera vez a los "fumadores negros" al este de las Islas Galápagos basándose en los resultados de una expedición oceanográfica a bordo del R/V Dmitry Mendeleev en 1974.
Posteriormente, los "fumadores negros" fueron estudiados en detalle en esta región hidrotermal el 21 o s. sh. East Pacific Rise (EPR) [2] utilizando batiscafos "Siana" en febrero de 1978 y " Alvin " en marzo de 1979.
Los respiraderos oceánicos hidrotermales transportan elementos disueltos desde la corteza oceánica hacia los océanos, alterando la corteza y contribuyendo de manera muy significativa a la composición química de los océanos. Junto con el ciclo de generación de corteza oceánica en las dorsales oceánicas y su reciclaje en el manto , la alteración hidrotermal representa un sistema de dos etapas para la transferencia de elementos entre el manto y los océanos. La corteza oceánica reciclada en el manto es aparentemente responsable de parte de las faltas de homogeneidad del manto.
"Fumadores" arrojando agua geotérmica a temperaturas de hasta 400 °C. Debido a la alta presión, esta agua no hierve, sino que se encuentra en un estado supercrítico . La razón del color negro y la turbidez es una suspensión de sulfuros metálicos . En contacto con el agua del océano, la geotermia se enfría, y los sulfuros de hierro , cobre y níquel , pintados de negro, son los primeros en caer de ella. Es a partir de ellos que se forman las pipas de los "fumadores". En el proceso de enfriamiento adicional (200-300 ° C), los sulfuros de zinc y manganeso caen del agua geotérmica , pintados de blanco, de modo que el fondo alrededor de los "fumadores negros" es blanco. A medida que el agua geotérmica sube lentamente, se enfría hasta los 300°C antes de tocar el agua del océano, formando "humos blancos" con tuberías de sulfuro de zinc y manganeso.
El agua geotérmica también contiene sulfuro de hidrógeno, potasio y magnesio. Tiene una reacción alcalina [3] .
Los manantiales hidrotermales son una especie de "oasis de vida" en la zona afótica profunda del océano, que existen no sobre la base de la fotosíntesis, sino de bacterias quimiosintéticas . Este es el hábitat de comunidades biológicas inusuales que proporcionan la formación de ecosistemas independientes . Así, las partes más profundas de la biosfera quedan confinadas a ellos , alcanzando una profundidad de 2500 metros o más [4] .
En 2016 se publicaron estudios [5] , según los cuales el último ancestro común de todos los organismos vivos ( LUCA ) podría haber sido residente de una fuente hidrotermal, hace unos 3.800 millones de años.
Las fuentes hidrotermales contribuyen en cierta medida al equilibrio térmico de la Tierra . Debajo de las crestas medianas, el manto se acerca más a la superficie. El agua de mar penetra a través de grietas en la corteza oceánica a una profundidad considerable, es calentada por el calor del manto debido a la conductividad térmica y se concentra en cámaras de magma . Además, la presión interna del agua sobrecalentada en las cámaras conduce a la liberación de chorros altamente mineralizados desde fuentes en el fondo.
Su contribución total al balance de calor de la Tierra es aproximadamente el 20% del calor geotérmico total liberado. Anualmente, las fumarolas negras arrojan alrededor de 3⋅10 9 toneladas de agua altamente mineralizada calentada a 350 °C, y alrededor de 6⋅10 11 toneladas -baja- Fuentes de temperatura (por encima de 20 °C) .