熱水噴出孔
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熱水噴出孔の海中探査
1949年に紅海中部の海底を調査したところ、特異的な熱水床の存在が報告された。1960年代には、60 °Cの塩類を含む水と、これに関係して金属を含む泥が存在することが確認され、そしてこの熱い水溶液は海底下のリフトから活発に噴出していることが判明した。塩分濃度が高すぎて生物の生息は無理な環境であった[52]。この塩水と泥が貴金属や卑金属の供給源でありうるか、現在調査中である。
最初に発見された熱水噴出孔は、東太平洋海嶺の支脈にあたるガラパゴスリフトのある海域で、Pleiades II遠征において ディープ・トウ海底イメージングシステム を用いて海水温を調査中であったスクリップス海洋研究所の海洋地質学者のグループが1976年に発見したブラックスモーカーである[53]。計測温度とその他の証拠から、熱水噴出孔からの噴出水であると結論付けられ、1977年にPeter Lonsdaleは熱水噴出孔に関する初の論文を発表した[54]。Peter Lonsdaleがディープ・トウのカメラから撮った写真を公開し[55]、博士課程の学生のキャスリーンクレーンが地図と温度異常データを公開した[56]。サイトには「クラムベイク（Clam-bake）」というニックネームが付けられ、トランスポンダが設置された。翌年、ウッズホール海洋研究所の潜水艇ALVIN号を使って再びサイトに赴き、数々の熱水噴出孔を目視確認した。
ガラパゴスリフトの海底熱水噴出孔を取り巻く化学合成生態系は、アメリカ国立科学財団から資金提供を受けた海洋地質学者のグループがクラムベイクのサイトに戻った1977年に、初めて直接観察された。潜水調査の主任研究者はオレゴン州立大学の ジャック・コーリスであった。スタンフォード大学のCorlissとTjeerd van Andelは、1977年2月17日にウッズホール海洋研究所 （WHOI）が運営する潜水船DSV ALVINでダイビングしながら、ベントとその生態系を観察し、サンプリングした[57]。調査クルーズの他の科学者には、WHOIの Richard (Dick) Von Herzenと Robert Ballard、オレゴン州立大学のJack Dymondと Louis Gordon、マサチューセッツ工科大学の John EdmondとTanya Atwater、米国地質調査所のDave Williams、スクリプス海洋研究所のKathleen Craneがいた[57][58]。このチームはScience誌に、ベント、生物、ベント熱水の組成に関する観察結果を発表した[59]。1979年、当時WHOIにいたJ. Frederick Grassleが率いる生物学者のチームが同じ場所に戻り、2年前に発見された生物群集を調査した。
高温の熱水噴出孔であるブラックスモーカーは、1979年春に潜水艇ALVIN号を使用して、スクリップス海洋研究所のチームによって発見された。RISE探検隊は、ALVIN号を使用して海底の地球物理学的マッピングをテストし、ガラパゴスリフトベントのさらに先で別の熱水フィールドを見つけることを目的として、21°Nの東太平洋海膨を探索した。遠征はFred Spiessと Ken Macdonaldが主導し、米国、メキシコ、フランスからの参加者が含まれていた[60]。ダイビング海域は、1978年のフランスのCYAMEX遠征による硫化鉱物の海底マウンドの発見に基づいて選択された[61]。潜水作業の前に、遠征隊員のRobert Ballardは、深く牽引された計器パッケージを使用して、海底近くの水温異常を見つけた。最初のダイビングは、これらの異常の1つを対象としたものであった。イースターの日曜日の1979年4月15日、ALVIN号から2600メートルへのダイビング中に、Roger Larsonと Bruce Luyendyk は、ガラパゴスベントに似た生物群集の熱水ベントフィールドを発見した。4月21日のその後のダイビングで、William NormarkとThierry Juteauは、煙突から黒い鉱物粒子ジェットを放出する高温のブラックスモーカーのベントを発見した（WHOIウェブサイト）。この後、温度プローブをALVIN号にリギングして、ブラックチムニーの熱水の水温を測定し、深海の熱水噴出孔で記録された最高温度（380±30 °C）を記録した[62]。さらに、ブラックスモーカーとそれらに供給されたチムニーの分析から、熱水とチムニー構成物の一般的な鉱物は硫化鉄沈殿物であることを明らかにした[63]。
2005年にはNeptune Resources NLという鉱物資源調査会社が、ニュージーランドの排他的経済水域におけるケルマディック島弧で3万5,000km2の海域の調査を許可され、熱水噴出孔により形成された鉛・亜鉛・銅の硫化物の新しい鉱床たりうる海底硫黄鉱床を探査した。2007年4月には中米コスタリカ沖合の太平洋における新しい熱水噴出孔海域であるMedusa熱水フィールド（ギリシア神話の蛇の髪を持つ怪物であるメドゥーサにちなんで命名された）が発見された[64]。
Ashadze熱水フィールド（大西洋中央海嶺の北緯13度、深度4200 m）は、それまで最も深い場所にある熱水フィールドであった[65]。2010年4月6日、イギリス国立海洋学センター、NASAジェット推進研究所、およびウッズホール海洋研究所のの研究チームが、カリブ海ケイマン諸島沖合のケイマン海溝で、世界で最も深い場所に位置する熱水噴出孔を発見した[66][67][68]。それまで確認されていた通常の熱水噴出孔の約2倍、最も深いとされたブラックスモーカーよりもさらに800m深い水深5,000mの海底にある[66]。海洋探検家ウィリアム・ビービにちなんでBeebe熱水サイト（北緯18度33分 西経81度43分 / 北緯18.550度 西経81.717度、深度5000 m）と名付けられたこの熱水噴出孔は、鉄と銅の鉱石で形成されたチムニーを持つブラックスモーカーのひとつである[66][67][69]。水温は摂氏400度と推定され、周辺では目を持たず代わりに背中に光受容体を持つ新種のエビ類や白い触手を持つ新種のイソギンチャク類など発見が相次いでいる[69]。2010年にサイトにおいて、グループによって熱水プルームの信号が検出された。さらに2013年の初めには、カリブ海の深度約5000 ｍの場所から熱水噴出孔が発見された[70]。
構造プレートが互いに離れているフアンデフカ中部海嶺の火山と熱水噴出孔が研究されている[71]。また、メキシコのバハカリフォルニアスル州のコンセプシオン湾（Bahía de Concepción）においても、熱水噴出孔やその他の地熱現象が調査されている[72]。
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「熱水噴出孔」の続きの解説一覧
- 1 熱水噴出孔とは
- 2 熱水噴出孔の概要
- 3 熱水噴出孔周辺の生態系
- 4 熱水噴出孔の海中探査
- 5 分布
- 6 参考文献
- 7 関連項目
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