ブラックスモーカー（深海熱水噴出孔）

形成と物理的特徴

海水は破砕された岩石に浸透し、下部のマグマによって加熱されるとともに、周囲の岩石と化学反応を起こす。生じた流体は非常に高温になり、鉄、銅、亜鉛、硫黄を多く含むようになる。この流体が海底から流出して冷たい海水と混ざると、温度と化学組成の変化によって細粒の鉱物粒子が急速に沈殿する。これらの粒子は時間とともに、主として硫化鉱物からなる垂直の煙突状構造をつくる。目に見える「黒い煙」は燃焼によるものではなく、噴出流に浮遊する鉱物粒子である。

化学・生物・生態系

ブラックスモーカーは局所的な化学的勾配を生み出し、太陽光に依存しない豊かな生物群集を支えている。一次生産は化学合成に基づく。すなわち、硫黄酸化細菌やメタン酸化細菌、古細菌などの微生物が、還元性化合物から得た化学エネルギーを有機物へと変換する。これらの微生物は食物網の基盤となり、チューブワーム、ハマグリ類、イガイ類、エビ、さまざまな甲殻類などの特殊化した動物を支える。このような群集は周囲の深海と比べて非常に生産性が高いことがあり、他のどこにも見られない種をしばしば含む。

• 代表的な生物：チューブワーム、ハマグリ類、イガイ類、エビ、微生物マット（熱水噴出孔群集を参照）。
• 一般的に沈殿する鉱物：鉄・銅・亜鉛の硫化物。大規模な集積は塊状硫化物鉱床を形成しうる。
• 陸上における関連する類似現象：温泉、噴気孔、間欠泉。地表の熱水現象の例については、噴気孔およびイエローストーンも参照。

分布と科学的重要性

ブラックスモーカーは、中央海嶺、背弧海盆、その他の火山活動または地殻変動が活発な地域でよく見られる。20世紀後半の深海探査で初めて記録された。これらが重要である理由はいくつかある。独自の生態系の生息地であり、海洋の化学組成に寄与し、経済的関心を集める金属硫化物を海底に濃集させるためである。また、噴出孔における化学合成過程は、初期地球でエネルギーと有機物前駆体を供給した可能性があるため、その存在は生命の起源に関する考え方にも影響を与えてきた。

他の噴出孔との違いと地球外での関心

すべての熱水噴出孔が同じ外観や挙動を示すわけではない。「ブラックスモーカー」は、より低温で明るい色をした「ホワイトスモーカー」としばしば呼ばれる噴出孔とは区別される。ホワイトスモーカーは、多量の金属硫化物ではなく、シリカ、バリウム、カルシウムに富む流体を放出する。地球外でも活発な熱水活動が提案または推定されている。例えば科学者は、木星の衛星エウロパの氷殻下で熱水活動が起きている可能性を検討しており、火星で過去に噴出活動があった可能性も推測している。噴出孔が惑星の過程や鉱物資源の濃集に果たす役割については、研究が続けられている。

より詳しい入門的解説や探査の概要については、熱水系とその探査に関する資料が参照できる。出発点として、噴出孔の総説（熱水噴出孔）、地熱過程（地熱）、ホットスポットに関連する活動（ホットスポット）がある。