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Black Smokers

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Black Smoker aus einer Hydrothermalquelle im
Mittelozeanischen Rücken des Atlantik
Copyright-Public Domain:USGA

Black Smoker sind hydrothermal gebildete, kaminartige Heißwasser-Schlote in bestimmten Tiefseegebieten. Diese Gebilde bestehen aus Sulfiden, bzw. schwefelhaltigen Mineralien, welche unterhalb der Erdkruste entstehen und aufgrund vulkanischer Aktivität in mittelozeanischen Rücken zuwasser treten.
Sie sind bedingt vergleichbar mit Geysiren.

Extrem heißes, mineralreiches Wasser (bis 400°C) breitet sich durch die Lava auf dem Meeresboden aus, wobei die Sulfide aus dem heißen Wasser kristallisieren und sich direkt auf den jungen vulkanischen Ergüssen als hohle, schlotartige Sulfidstrukturen ausbilden und wachsen. Nachströmendes heißes Wasser unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung, welches durch diese Schlote schießt, mischt sich mit dem kalten Wasser des Ozeans, wobei sich verschiedene Metall- (Fe, Mn, Cu und Zn)- Schwefelverbindungen zu Schloten bilden. Am Fuße der Black Smokers entstehen blasige Häute aus Fe-sulfid. Eines der bekanntesten Black Smoker-Mineralien ist Isocubanit, welcher sich in Form von Niederschlägen bildet.

Die Sulfidkamine kommen in Schlotfeldern von 4 bis über 700 m2 und in ca. 3500 m Tiefe vor.

Die bekanntesten Black Smoker-Vorkommen an mittelozeanischen Rücken liegen nahe der Galapagos-Inseln und wurden 1977 mittels eines kleinen Tauchapparates (Alvin) entdeckt. Während einer amerikanischen Expedition 1998 wurden vier Black Smoker, mit einem jeweiligen Gewicht von mehreren Tonnen, aus ca. 2.300 m Tiefe am Juan de Fuca-Rücken (ca. 300 km W von Washington-Oregon) geborgen und sind im American Museum of Natural History ausgestellt.

Es gibt Hypothesen, nach welchen in den unterseeischen Hydrothermalquellen "möglicherweise" die ersten komplexen organischen Moleküle (z.B. Essigsäure ), in der Folge Thioester (u.a. Entstehung des Zitronensäurezyklus, einem der wichtigsten Stoffwechselprozesse, bei denen Zwischenprodukte abgezweigt werden) über Kohlehydrate, Aminosäuren, letztlich Nukleinsäurebasen, RNS / DNS, Proteinen und Enzyme bis hin zu Archaebakterien (u.a. Thermoplasma acidophilum, eines der ältesten Lebewesen der Welt) und zu echten Bakterien (u.a. Aquifex pyrophilus) entstanden sind.

Unterseeische Sulfidstrukturen werden intensiv untersucht. Verwandte Gebiete: Hitze- und Massentransfers aus dem Erdinneren, Ursprung und Entwicklung des Lebens auf der Erde, Seewasser-Chemie, Bildung wirtschaftlich wichtiger metallischer Lagerstätten etc.

Als Resultat extremer hydrothermaler Alterung von Basalten unterhalb der Black Smoker in mittelozeanischen Rücken (Sea floor spreading) haben sich Epidot und Quarz-führende Gesteine, sogenannte Epidosite gebildet (Bsp.: Tonga-Archipel)


Literatur

  • AMNH American Museum of Natural History (Gottesmann Hall of Planet Earth Dokumentation)
  • Corliss, J.B., 1971; The origin of metal-bearing submarine hydrothermal solutions; Journ. Geophys. Research: 76, 8128-8138
  • Mac Donald, K.C., Bekcer, K., Spiess, F.N., Ballard, R.D.; 198o; Hydrothermal heat flux of the "black smoke" vents on the East Pacific Rise. Earth Planet Sc. Lett: 48, 1-7
  • Mitchell, A.H.G., arson, M.S., 1981; Mineral desposits and global tectonic settings
  • NASA
  • Reconnaissance-Expedition 1997; University of Washington (Co-Sponsor der Expedition)
  • USGS

Quellangaben


Einordnung