小点火山涉及已知最深的海底热液活动可能会释放甲烷

地壳上的水下火山是海洋环境中许多不同元素的活跃贡献者。因此，它们在海洋的生物地球化学和化学合成循环中发挥着重要作用。尽管对大洋中脊的高温热液系统有很多研究——一系列追踪不同海洋板块边缘的水下火山——但关于其他火山的低温热液系统的信息很少，例如“小点”火山。

小点火山是在世界各地发现的小火山，位于海洋板块弯曲的地区。最近在海沟东部的研究发现，小点火山喷发富含二氧化碳 (CO 2 ) 的碱性岩浆。这些火山还产生一种叫做 peperite 的火山岩，它是由富含水的沉积物加热产生的，这意味着热液的产生和甲烷生成。

因此，这表明小点火山可能会喷出含有甲烷的热液。这些发现表明需要更好地了解小火山的热液活动，以正确评估它们对海洋生物地球化学循环的贡献。

在最近的一项研究中，包括早稻田大学助理教授 Keishiro Azami 在内的一组科学家调查了北太平洋西部海沟水深 5.7 公里的 小火山的热液沉积物。

“我们在论文中描述的海底热液活动是迄今为止已知最深的。根据我们的发现，我们进一步估计了小火山中发生的热液相互作用，”Azami 解释说。研究团队还包括千叶工业大学的町田志树博士和东北大学的平野直人副教授。该论文已发表在Communications Earth & Environment上。

作为他们研究的一部分，该团队分析了从小点火山附近的海底获得的疏浚样本的化学和矿物成分。他们发现样品主要由铁 (Fe) 和锰 (Mn) 氧化物组成，它们的特征归因于热液成因，即 Fe-Mn 氧化物直接从热液中沉淀出来。

这些结果表明小点热液活动是这些氧化物形成的原因，小点火山是迄今为止已知的最深的热液点。研究人员还发现，样品的化学和矿物成分表明存在低温热液活动。

研究人员随后进行了 X 射线荧光光谱分析，以确定样品横截面的元素分布，并对元素分布数据进行独立成分分析，以阐明这些 Fe-Mn 氧化物的形成过程。他们的发现表明，当小点岩浆产生低温热液时，这些 Fe-Mn 氧化物的形成就开始了，这些热液通过沉积柱向上流动，并在与海水的界面处沉淀出 Mn 氧化物。

随着更多氧化锰的沉积，这种含有硅酸盐碎片的氧化锰层会向下向海床生长。最终，这些碎片被改变了。接下来，通过相同的作用在低温热液和 Mn 氧化物之间的界面上沉积 Fe 氧化物。在热液活动停止后，在暴露于海水的表面，氢化环会在这些沉积物上生长。

“根据之前的研究，我们可以估计来自小火山的热液与来自大洋中脊的热液相比富含CO 2和甲烷，”Azami 解释说。“反过来，这意味着世界各地小点热液活动的元素贡献可能对全球生物地球化学循环，特别是碳循环产生重要影响。”

这些发现强调了寒冷和古老的海洋板块中热液活动的存在，并强调需要对小点火山进行进一步研究。

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