Una fuente hidrotermal es una fisura en el lecho marino de la que se descarga agua calentada geotérmicamente . Se encuentran comúnmente cerca de lugares volcánicamente activos, áreas donde las placas tectónicas se están separando en centros de expansión , cuencas oceánicas y puntos calientes . [1] Los depósitos hidrotermales son rocas y depósitos de minerales formados por la acción de los respiraderos hidrotermales.
Los respiraderos hidrotermales existen porque la tierra es geológicamente activa y tiene grandes cantidades de agua en su superficie y dentro de su corteza. Bajo el mar, pueden formar características llamadas fumadoras negras o fumadoras blancas . En relación con la mayoría de las profundidades marinas, las áreas alrededor de los respiraderos hidrotermales son biológicamente más productivas y, a menudo, albergan comunidades complejas alimentadas por los productos químicos disueltos en los fluidos de los respiraderos. Las bacterias quimiosintéticas y las arqueas forman la base de la cadena alimentaria y sustentan a diversos organismos, incluidos los gusanos tubulares gigantes , las almejas, las lapas y los camarones. Se cree que existen fumarolas hidrotermales activas en la luna de JúpiterEuropa y la luna Encélado de Saturno , [2] [3] y se especula que alguna vez existieron antiguos respiraderos hidrotermales en Marte . [1] [4]
Los respiraderos hidrotermales en las profundidades del océano se forman típicamente a lo largo de las dorsales oceánicas , como la Dorsal del Pacífico Oriental y la Dorsal del Atlántico Medio . Estos son lugares donde dos placas tectónicas divergen y se forma una nueva corteza.
El agua que sale de las fumarolas hidrotermales del lecho marino consiste principalmente en agua de mar que ingresa al sistema hidrotermal cerca del edificio volcánico a través de fallas y sedimentos porosos o estratos volcánicos, además de algo de agua magmática liberada por el magma que surge . [1] En los sistemas hidrotermales terrestres, la mayoría del agua que circula dentro de los sistemas de fumarolas y géiseres es agua meteórica más agua subterránea que se ha filtrado hacia el sistema térmico desde la superficie, pero también contiene comúnmente una porción de agua metamórfica , agua magmática y salmuera formacional sedimentariaque es liberado por el magma. La proporción de cada uno varía de un lugar a otro.
En contraste con la temperatura ambiente del agua de aproximadamente 2 °C (36 °F) a estas profundidades, el agua emerge de estos respiraderos a temperaturas que van desde los 60 °C (140 °F) [5] hasta los 464 °C (867 °F). [6] [7] Debido a la alta presión hidrostática a estas profundidades, el agua puede existir en forma líquida o como fluido supercrítico a tales temperaturas. El punto crítico del agua (pura) es de 375 °C (707 °F) a una presión de 218 atmósferas .
Sin embargo, la introducción de salinidad en el fluido eleva el punto crítico a temperaturas y presiones más altas. El punto crítico del agua de mar (3,2 % en peso de NaCl) es 407 °C (765 °F) y 298,5 bares, [8] correspondiente a una profundidad de ~2960 m (9710 pies) por debajo del nivel del mar. En consecuencia, si un fluido hidrotermal con una salinidad de 3,2 wt. % NaCl ventila por encima de 407 °C (765 °F) y 298,5 bares, es supercrítico. Además, se ha demostrado que la salinidad de los fluidos de ventilación varía ampliamente debido a la separación de fases en la corteza. [9]El punto crítico para los fluidos de menor salinidad se encuentra en condiciones de temperatura y presión más bajas que las del agua de mar, pero más altas que las del agua pura. Por ejemplo, un fluido de ventilación con un 2,24 wt. El % de salinidad de NaCl tiene el punto crítico a 400 °C (752 °F) y 280,5 bares. Así, el agua que emerge de las partes más calientes de algunas fuentes hidrotermales puede ser un fluido supercrítico , con propiedades físicas entre las de un gas y las de un líquido . [6] [7]