ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Αριάδνη Αργυράκη

Transcript

1 !1 ΓΕΩΧΗΜΕΙΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Αριάδνη Αργυράκη

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ!2 1. ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΘΕΡΜΕΣ ΠΗΓΕΣ 2. ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΡΕΥΣΤΑ 3. ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ 4. ΧΡΟΝΙΚΗ ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΥΣΤΑΣΗΣ 5. ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ ΠΕΡΙΟΧΩΝ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ

3 ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΕΣ ΘΕΡΜΕΣ ΠΗΓΕΣ!3 Υδροθερμική δραστηριότητα μεσωκεάνιας ράχης (παρατηρούνται και σε περιθώρια σύγκλισης) Πηγή θερμότητας -> μάγμα Συνθήκες υψηλής πίεσης στον ωκεάνιο πυθμένα Κάθοδος θαλάσσιου νερού -> θέρμανση ( ο C) -> διάλυση βασάλτη και έκλυση στοιχείων -> άνοδος υδροθερμικών ρευστών και εκδήλωση υποθαλάσσιων θερμών πηγών Σημασία για την ανακύκλωση ενέργειας και ύλης μεταξύ λιθόσφαιρας και ωκεανών ανακάλυψη τη δεκαετία 1970 Γένεση θειούχων κοιτασμάτων και ανάπτυξη ιδιόμορφου οικοσυστήματος (θερμόφιλοι μικροοργανισμοί) Θεωρία λιθοσφαιρικών πλακών -> συμβολή στην ψύξη του νεοσχηματιζόμενου φλοιού

4 !4 ΚΑΤΑΝΟΜΗ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΩΝ ΘΕΡΜΩΝ ΠΗΓΩΝ

5 ΠΡΟΪΟΝΤΑ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗΣ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑΣ (ΥΥΔ)!5 (Tivey, Oceanography, 2007)

6 ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΕΣΩΚΕΑΝΙΑΣ ΡΑΧΗΣ Μικροβιακή βιόσφαιρα Βασάλτης Μεταλλοφόρα ιζήµατα Φλοιοί Fe-Mn!6

7 !7 ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ 2

8 !8 ΜΕΤΑΛΛΟΦΟΡΑ ΙΖΗΜΑΤΑ

9 !9 ΕΝΤΟΠΙΣΜΟΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΠΕΔΙΩΝ - ΣΥΓΚΕΝΤΡΩΣΕΙΣ 3 He (%) ΣΤΟΝ ΕΙΡΗΝΙΚΟ ΩΚΕΑΝΟ

10 !10 ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΑ ΡΕΥΣΤΑ ΔΙΕΡΓΑΣΙΕΣ ΕΛΕΓΧΟΥ ΣΥΣΤΑΣΗΣ

11 !11 ΣΗΜΑΝΤΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΜΕ ΑΥΞΗΣΗ ΤΟΥ ΒΑΘΟΥΣ

12 !12 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΧΗΜΙΣΜΟΥ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΡΕΥΣΤΩΝ ΜΕΣΩΚΕΑΝΙΑΣ ΡΑΧΗΣ

13 Έρευνα-εκμετάλλευση!13

14 !14

15 !15 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΘΑΛΑΣΣΙΟΥ ΝΕΡΟΥ ΣΕ ΕΝΕΡΓΕΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΕΣ ΠΕΡΙΟΧΕΣ (Berner & Berner, 1987) Στοιχείο Θαλάσσιο Galapagos Δ νερό (mmol/ l) (mmol/ l) 350 C (mmol/ l) Mg Ca K SO H 4 SiO

16 ΧΗΜΙΚΕΣ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΔΙΑΧΩΡΙΣΜΟΣ ΦΑΣΕΩΝ!16 Αύξηση ρυθμού αντιδράσεων με αύξηση της θερμοκρασίας - > ισορροπία αντιδράσεων στις θερμότερες περιοχές Πρόβλεψη με χρήση θερμοδυναμικών δεδομένων και πειράματα στο εργαστήριο Διαχωρισμός φάσεων: Συγκέντρωση ιόντων στην υγρή φάση Συγκέντρωση πτητικών στην αέρια φάση 1. Με βρασμό -> Παραγωγή ατμού χαμηλής αλμυρότητας 2. Με συμπύκνωση άλμης -> Διαχωρισμός διαλύματος υψηλής αλμυρότητας

17 !17 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΘΕΡΜΟΚΡΑΣΙΑΣ ΒΡΑΣΜΟΥ ΜΕ ΤΟ ΒΑΘΟΣ

18 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΣΥΣΤΑΣΗΣ ΡΕΥΣΤΩΝ ΜΕΤΑ ΑΠΟ ΥΠΟΘΑΛΑΣΣΙΑ ΕΚΡΗΞΗ!18 άλµη Εκφόρτιση αέριο

19 ΒΙΟΣΦΑΙΡΑ ΥΠΟΘΑΛΑΣΙΩΝ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ!19 Υδροθερµικό σύστηµα Νησιών Γκαλαπάγκος -> ανακάλυψη µικροοργανισµών που χρησιµοποιούν µη ηλιακή ενέργεια για τον µεταβολισµό τους Χρήση S, H, CH 4 υδροθερµικής προέλευσης (θερµόφιλα βακτήρια) -> Εφαρµογή στη βιοµηχανία, βιοτεχνολογία, προστασία περιβάλλοντος

20 ΣΥΜΜΕΤΟΧΗ ΜΙΚΡΟΟΡΓΑΝΙΣΜΩΝ ΣΕ ΑΝΤΙΔΡΑΣΕΙΣ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ!20 Προσφορά οξειδωτικών παραγόντων Μικροβιακή µεθανογένεση Προσφορά ανηγµένων στοιχείων

21 !21 Ηφαιστειο- τεκτονική ζώνη Σαντορίνης Κολούμπου διεύθυνσης ΒΑ-ΝΔ! 3 κύρια ηφαιστειακά κέντρα (Κολούμπο- Καμμένη- Χριστιανά) (Nomikou et al, 2012)

22 !22 ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΗ ΔΡΑΣΤΗΡΙΟΤΗΤΑ ΣΑΝΤΟΡΙΝΗ- ΚΟΛΟΥΜΠΟ

23 ΒΑΘΥΜΕΤΡΙΚΟΣ ΧΑΡΤΗΣ ΚΟΛΟΥΜΠΟ Nomikou et al, 2012!23

24 !24

25 ΜΑΚΡΟΣΚΟΠΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΜΙΝΑΔΩΝ ΚΟΛΟΥΜΠΟ!25

26 !26 ΟΡΥΚΤΟΛΟΓΙΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΩΝ ΚΑΜΙΝΑΔΩΝ ΚΟΛΟΥΜΠΟ

27 !27 ΓΕΩΧΗΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΠΟΣΤΡΩΜΑΤΟΣ- ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΟ ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΟ ΤΟΞΟ

28 !28 ΓΕΩΧΗΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΚΑΜΙΝΑΔΩΝ- ΣΥΓΚΡΙΣΗ ΜΕ ΔΕΔΟΜΕΝΑ ΑΠΟ ΤΟ ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΗΦΑΙΣΤΕΙΑΚΟ ΤΟΞΟ

29 !29 ΕΜΠΛΟΥΤΙΣΜΟΣ ΣΤΟΙΧΕΙΩΝ ΣΤΙΣ ΚΑΜΙΝΑΔΕΣ

30 !30

31 ΓΕΝΙΚΑ ΓΕΩΧΗΜΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΥΔΡΟΘΕΡΜΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΚΟΛΟΥΜΠΟ!31 Γεωτεκτονικό καθεστώς ηφαιστειακού τόξου Ιδιομορφία ως προς το βάθος εκφόρτισης (βάθος καλδέρας 500 m) Ιδιομορφία ως προς τη χημική σύσταση των καμινάδων -> εμπλουτισμός σε Au, Ag, Sb, As, Cd, Pb, Zn, Tl, Hg Ιδιαίτερα υψηλές συγκεντρώσεις Sb, Tl, Hg παγκοσμίως και η έρευνα συνεχίζεται