ในมหาสมุทรอันแสนกว้างใหญ่ยังมีความพิศวงมากมายที่อยู่ภายใต้ผืนน้ำสีฟ้าคราม ทั้งแนวปะการังที่ซับซ้อน สิ่งมีชีวิตน้อยใหญ่หลากหลายชนิด และทัศนียภาพใต้น้ำที่ไม่คุ้นตา อย่าง ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร
ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร (Hydrothermal vent) คือ ช่องรอยแตกหรือรอยแยกบนแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร (Oceanic Crust) ซึ่งทำให้เกิดการปลดปล่อยความร้อนและแร่ธาตุต่าง ๆ จากใต้พื้นพิภพขึ้นสู่พื้นผิวโลก ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงพบได้ตามแนวสันเขาใต้มหาสมุทร (Mid Ocean Ridge) และแนวภูเขาไฟที่ยังคงคุกรุ่น ซึ่งยังมีการเคลื่อนที่เข้าหาหรือมุดตัวซ้อนกันของแผ่นธรณีภาคจำนวนมาก
ช่องรอยแตกทำให้น้ำทะเลไหลลงไปสัมผัสกับหินร้อนหรือหินหนืด (Magma) ที่อยู่ลึกลงไปใต้ผิวโลก ก่อให้เกิดไอร้อนความดันสูงที่พุ่งตัวขึ้นมา และยังทำให้แร่ธาตุและก๊าซอุณหภูมิสูงใต้แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวขึ้นมาปะปนกับน้ำทะเลกลายเป็น “สารละลายน้ำร้อน” (Hydrothermal Solution) ที่มีฤทธิ์เป็นกรด จากองค์ประกอบของธาตุและสารประกอบต่าง ๆ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ (CO2) ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ (SO2) และไฮโดรเจนซัลไฟด์ (HS) เป็นต้น
โครงสร้างของปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร
ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรมีลักษณะทางกายภาพและองค์ประกอบต่าง ๆ คล้ายคลึงกับน้ำพุร้อนที่เกิดขึ้นบนภาคพื้นดิน (Hot Spring) โดยก่อตัวขึ้นตามแนวสันเขาใต้มหาสมุทรที่มีการไหลเวียนของหินหนืดที่เคลื่อนตัวขึ้นมาบนพื้นแผ่นดินตามวัฏจักรการกำเนิดแผ่นเปลือกโลกแผ่นใหม่
โดยน้ำร้อนที่พุ่งขึ้นจากปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรเกิดจากน้ำทะเลไหลลึกลงไปในรอยแยกและสัมผัสกับหินหนืดร้อนจัด จนทำให้เกิดก๊าซแรงดันสูงและน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น
ความร้อนที่เกิดขึ้นยังเป็นผลให้แร่ธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ลึกลงไปตามรอยแยกเกิดการละลายและลอยตัวขึ้นมาปะปนกับน้ำทะเล น้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ
เมื่อน้ำพุร้อนสัมผัสกับน้ำทะเลที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้านบน แร่ธาตุในน้ำจะเกิดการเย็นตัวลงและแข็งตัวกลายเป็นโครงสร้างหลักของปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร
ปล่องน้ำพุร้อนแต่ละอันมักมีโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะจากความแตกต่างขออุณหภูมิและการไหลเวียนของน้ำทะเลในบริเวณดังกล่าว รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของแร่ธาตุที่ถูกปลดปล่อยออกมา
เช่น ปล่องควันดำใต้มหาสมุทร (Black Smoker) ซึ่งเป็นปล่องน้ำพุร้อนขนาดใหญ่ มักปล่อยก๊าซสีดำที่มีองค์ประกอบของแร่เหล็ก (Fe) ทองแดง (Cu) กำมะถัน (S) และแร่ซัลไฟด์สะสมในปริมาณสูง ซึ่งปล่องประเภทนี้สามารถสูงได้ถึง 55 เมตรและมีอุณหภูมิร้อนจัด (ประมาณ 400 องศาเซลเซียส)
ในขณะที่ปล่องน้ำพุร้อนสีขาว (White Smoker) จะปลดปล่อยกลุ่มก๊าซและสารละลายสีขาวกลุ่มแคลเซียม (Ca) แบเรียม (Ba) และซิลิคอน (Si) เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งโดยทั่วไปแล้วปล่องน้ำพุร้อนสีขาวจะมีขนาดเล็กและอุณหภูมิไม่สูงเท่าปล่องควันดำใต้มหาสมุทร
สิ่งมีชีวิตในปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร
สิ่งมีชีวิตที่อาศัยอยู่รอบบริเวณปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรได้รับการสำรวจครั้งแรกในปี 1977 หลัง โรเบิร์ต บัลลาร์ด นักธรณีวิทยาทางทะเล ชาวอเมริกัน เขาพบว่า อุณหภูมิน้ำทะเลเพิ่มขึ้นสูงอย่างรุนแรงผิดปกติ บริเวณรอยแยกกาลาปากอส (Galápagos Rift) ที่อยู่บนแนวสันเขากลางมหาสมุทรแปซิฟิกฝั่งตะวันออก จนทำให้เกิดการค้นพบปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร และระบบนิเวศที่แตกต่างไปจากสังคมอื่น ๆ
แม้ว่ารอบปล่องน้ำพุร้อนจะมีอุณหภูมิและแรงดันสูง ปราศจากแสงสว่าง และมีแร่ธาตุที่เป็นอันตรายต่อสิ่งมีชีวิตพวยพุ่งออกมาจำนวนมาก แต่มีสิ่งมีชีวิตหลากหลายสายพันธุ์อาศัยอยู่ตามรอยแยกใต้ทะเลลึกเหล่านี้ ทั้งแบคทีเรียอาร์เคีย (Archaea) ที่สามารถเปลี่ยนแร่ธาตุที่เป็นพิษให้เป็นพลังงานผ่านกระบวนการสังเคราะห์ทางเคมี (Chemosynthesis) จนสามารถขับเคลื่อนห่วงโซ่อาหารที่หล่อเลี้ยงสิ่งมีชีวิตใต้ทะเลลึกอีกมากมาย เช่น หมึกลูกหมู (Piglet Squid) ไซโฟโนฟอร์ (Siphonophore) และปะการังน้ำลึก เป็นต้น
สืบค้นและเรียบเรียง
คัดคณัฐ ชื่นวงศ์อรุณ และณภัทรดนัย
ข้อมูลอ้างอิง
https://www.nationalgeographic.org/media/deep-sea-hydrothermal-vents/
https://phuketaquarium.org/knowleadge/ปล่องน้ำร้อนใต้สมุทร-hydrothermal-vent/
https://oceanservice.noaa.gov/facts/vents.html
อ่านเพิ่มเติม เหล่านักสำรวจดำน้ำ 28 วัน เพื่อค้นพบเรื่องราวชีวิต ใต้มหาสมุทร
