מחזור הידרותרמי

מחזור הידרותרמי הוא במובן הכללי ביותר זרימה מחזורית של מים חמים (ביוונית עתיקה: ὕδωρ, מים, ו-θέρμη, חום). מחזור הידרותרמי מתרחש לרוב בקרבת מקורות חום בתוך קרום כדור הארץ, בדרך כלל בסמוך לפעילות געשית, אך הוא יכול להתרחש בעומק הקרום בשל מחדרים של גרניט, או כתוצאה מאורוגנזה או התמרה.

מחזור הידרותרמי בקרקעית הים עריכה

מעשנות לבנות, דוגמה לפליטה של מים חמים מארובות בקרקעית האוקיינוס

אגם הלוע בהר הגעש טאאל, דוגמה לתא של מחזור הידרותרמי

מחזור הידרותרמי באוקיינוסים הוא מעבר המים דרך מערכות רכס מרכז-אוקייני.

המונח כולל גם את המחזור של מי נביעות חמים מאוד והידועים היטב בסמוך לקו הרכס, וגם את זרימת המים בטמפרטורה נמוכה בהרבה המפעפעים דרך משקעים ובזלות קבורות הרחק מקו הרכס.^[1] סוג המחזור הקודם מכונה לפעמים "פעיל", והאחרון "פסיבי". בשני המקרים, העיקרון זהה: מי ים קרים וצפופים שוקעים בבזלת שבקרקעית הים ועוברים חימום בעומק ואז הם עולים חזרה לממשק הסלעים ומי האוקיינוס בשל צפיפותם הנמוכה יותר. מקור החום של הנביעות הפעילות הוא הבזלת שזה עתה נוצרה, ועבור הנביעות בטמפרטורה הגבוהה ביותר, תא המאגמה השוכן עמוק מתחת לקרקעית. מקור החום של הנביעות הפסיביות הוא הבזלות הישנות שעדיין מתקררות. מחקרי זרימת החום על קרקעית הים מראים כי לבזלות בתוך הקרום הימי לוקח מיליוני שנים להתקרר לחלוטין כשהן ממשיכות עדיין לתמוך במערכות מחזור הידרותרמיות פסיביות.

נביעות הידרותרמיות הן אתרים על קרקעית הים בהם נוזלים הידרותרמיים מתערבבים באוקיינוס שמעליהם. צורות הנביעות הידועות ביותר הן הארובות המופיעות באופן טבעי המכונות מעשנות שחורות.^[2]

מחזור הידרותרמי הקשור לפעילות געשית ולמאגמה עריכה

מחזור הידרותרמי אינו מוגבל לסביבות רכסים אוקייניים. אזורים של מחזור הידרותרמי בשל הסעה יכולים להתקיים בכל מקום שמקור חום חריג, כגון מחדרי מאגמה או פליטה של הר געש, באים במגע עם מערכת מי התהום.^[3] הסעה זו יכולה להתבטא כפיצוצים הידרותרמיים, גייזרים ומעיינות חמים, אם כי זה לא תמיד המקרה.

הבנה של מחזור הידרותרמי הקשור לפעילות געשית ולמאגמה פירושה מחקר פיצוצים הידרותרמיים, גייזרים, מעיינות חמים ומערכות קשורות אחרות ויחסי הגומלין שלהם עם נגר עילי וגופי מי התהום. סביבה טובה להתבוננות בתופעה זו היא באגמים שנוצרו מפעילות געשית (דוגמת אגמי לוע) שבהם נמצאים בדרך כלל מעיינות חמים וגייזרים.^[3] מערכות ההסעה באגמים אלה עובדות דרך מי אגם קרים שמחלחלים מטה דרך קרקעית האגם החדירה, מתערבבים עם מי תהום המחוממים על ידי מאגמה או על ידי חום שיורי, ועולים ויוצרים מעיינות חמים.^[3]

קיומם של תאי הסעה הידרותרמיים ומעיינות חמים או גייזרים בסביבות אלה תלוי לא רק בנוכחות גוף מים קר וחום גאותרמי, אלא תלוי מאוד בגבול ללא זרימה במפלס מי התהום.^[3]

קרום עמוק עריכה

הידרותרמיות מתייחסות גם להובלה ולמחזור של מים בתוך הקרום העמוק, באופן כללי מאזורי סלעים חמים לאזורים של סלעים קרירים יותר. הסיבות להסעה זו יכולות להיות:

חדירת מאגמה לתוך הקרום
חום רדיואקטיבי שנוצר על ידי מסת סלעי גרניט שהתקררה
חום ממעטפת כדור הארץ
עומד הידראולי מרכסי הרים כדוגמת האגן הארטזי הגדול (אנ') באוסטרליה.
ניקוז סלעים מותמרים, המשחרר מים
ניקוז משקעים קבורים עמוק

מחזור הידרותרמי, בפרט בקרום העמוק, הוא הגורם העיקרי להיווצרות מרבצי מינרלים, ותשתית, ברוב התאוריות, ליצירת עפרות.

מרבצי עפרות הידרותרמיים עריכה

בתחילת המאה העשרים פעלו גאולוגים שונים לסיווג מרבצי עפרות הידרותרמיים שלדעתם נוצרו מתמיסות מימיות שזרמו כלפי מעלה. הגאולוג האמריקאי ממוצא שוודי ולדמר לינדגרן (Waldemar Lindgren‏, 1860–1939) פיתח סיווג המבוסס על ירידה בתנאי הטמפרטורה והלחץ של נוזל המשקע. המונחים שלו: "היפותרמי", "מזותרמי", "אפיתרמי" ו"טלאותרמי", ביטאו ירידה בטמפרטורה והגדלת המרחק ממקור עמוק. מחקרים אחרונים שומרים על התווית האפיתרמית בלבד, כך למשל הוא התיקון של ג'ון גילברט (John Guilbert) בספרו "The Geology of Ore Deposits" משנת 1985 של מערכת לינדגרן למשקעים הידרותרמיים.

הערות שוליים עריכה

^ Wright, John; Rothery, David A. (1998), "Hydrothermal circulation in oceanic crust", The Ocean Basins: Their Structure and Evolution (באנגלית), Elsevier, pp. 96–123, doi:10.1016/b978-075063983-5/50006-0, ISBN 978-0-7506-3983-5
^ German, C.R.; Seyfried, W.E. (2014), "Hydrothermal Processes", Treatise on Geochemistry (באנגלית), Elsevier, pp. 191–233, doi:10.1016/b978-0-08-095975-7.00607-0, ISBN 978-0-08-098300-4
^ ¹ ² ³ ⁴ Bayani Cardenas, M.; Lagmay, Alfredo Mahar F.; Andrews, Benjamin J.; Rodolfo, Raymond S.; Cabria, Hillel B.; Zamora, Peter B.; Lapus, Mark R. (בינואר 2012). "Terrestrial smokers: Thermal springs due to hydrothermal convection of groundwater connected to surface water: SPRINGS DUE TO HYDROTHERMAL CONVECTION". Geophysical Research Letters (באנגלית). 39 (2): n/a–n/a. doi:10.1029/2011GL050475. {{cite journal}}: (עזרה)

[1] Wright, John; Rothery, David A. (1998), "Hydrothermal circulation in oceanic crust", The Ocean Basins: Their Structure and Evolution (באנגלית), Elsevier, pp. 96–123, doi:10.1016/b978-075063983-5/50006-0, ISBN 978-0-7506-3983-5

[name=":0"-2] German, C.R.; Seyfried, W.E. (2014), "Hydrothermal Processes", Treatise on Geochemistry (באנגלית), Elsevier, pp. 191–233, doi:10.1016/b978-0-08-095975-7.00607-0, ISBN 978-0-08-098300-4

[:12-3] ¹ ² ³ ⁴ Bayani Cardenas, M.; Lagmay, Alfredo Mahar F.; Andrews, Benjamin J.; Rodolfo, Raymond S.; Cabria, Hillel B.; Zamora, Peter B.; Lapus, Mark R. (בינואר 2012). "Terrestrial smokers: Thermal springs due to hydrothermal convection of groundwater connected to surface water: SPRINGS DUE TO HYDROTHERMAL CONVECTION". Geophysical Research Letters (באנגלית). 39 (2): n/a–n/a. doi:10.1029/2011GL050475. {{cite journal}}: (עזרה)

[1]

[2]

[3]