ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ในมหาสมุทรอันแสนกว้างใหญ่ยังมีความพิศวงมากมายที่อยู่ภายใต้ผืนน้ำสีฟ้าคราม ทั้งแนวปะการังที่ซับซ้อน สิ่งมีชีวิตน้อยใหญ่หลากหลายชนิด และทัศนียภาพใต้น้ำที่ไม่คุ้นตา อย่าง ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร (Hydrothermal vent) คือ ช่องรอยแตกหรือรอยแยกบนแผ่นเปลือกโลกใต้มหาสมุทร (Oceanic Crust) ซึ่งทำให้เกิดการปลดปล่อยความร้อนและแร่ธาตุต่าง ๆ จากใต้พื้นพิภพขึ้นสู่พื้นผิวโลก ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงพบได้ตามแนวสันเขาใต้มหาสมุทร (Mid Ocean Ridge) และแนวภูเขาไฟที่ยังคงคุกรุ่น ซึ่งยังมีการเคลื่อนที่เข้าหาหรือมุดตัวซ้อนกันของแผ่นธรณีภาคจำนวนมาก

ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร / ภาพถ่าย : NOAA

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

น้ำพุร้อนบนพื้นดิน และ (ขวา) ปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร /ภาพถ่าย : National Geographic Education

โดยน้ำร้อนที่พุ่งขึ้นจากปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรเกิดจากน้ำทะเลไหลลึกลงไปในรอยแยกและสัมผัสกับหินหนืดร้อนจัด จนทำให้เกิดก๊าซแรงดันสูงและน้ำทะเลที่มีอุณหภูมิสูงขึ้น

ความร้อนที่เกิดขึ้นยังเป็นผลให้แร่ธาตุต่าง ๆ ที่อยู่ลึกลงไปตามรอยแยกเกิดการละลายและลอยตัวขึ้นมาปะปนกับน้ำทะเล น้ำพุร้อนใต้มหาสมุทรจึงอุดมไปด้วยแร่ธาตุต่าง ๆ

เมื่อน้ำพุร้อนสัมผัสกับน้ำทะเลที่อุณหภูมิต่ำกว่าด้านบน แร่ธาตุในน้ำจะเกิดการเย็นตัวลงและแข็งตัวกลายเป็นโครงสร้างหลักของปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร

ปล่องน้ำพุร้อนแต่ละอันมักมีโครงสร้างที่เป็นเอกลักษณ์เฉพาะจากความแตกต่างขออุณหภูมิและการไหลเวียนของน้ำทะเลในบริเวณดังกล่าว รวมถึงองค์ประกอบทางเคมีของแร่ธาตุที่ถูกปลดปล่อยออกมา

ปล่องควันดำใต้มหาสมุทร (Black Smoker) / ภาพถ่าย : Marine Institute

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

หนอนท่อ ปูขาว และปลาสีชมพูรวมตัวกันที่บริเวณปล่องน้ำพุร้อนใต้มหาสมุทร / ภาพถ่าย : John M. Edmond, MIT

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

The Discovery of Hydrothermal Vents


อ่านเพิ่มเติม เหล่านักสำรวจดำน้ำ 28 วัน เพื่อค้นพบเรื่องราวชีวิต ใต้มหาสมุทร

© COPYRIGHT 2024 AMARIN PRINTING AND PUBLISHING PUBLIC COMPANY LIMITED.