ビーブ熱水噴出フィールド

ビーブベントフィールド
ミッドケイマン拡散センターの一連の噴出口。
エビで覆われた高い硫化物煙突
位置	ミッドケイマン海嶺
座標	北緯18°32′48″ 西経81°43′6″ / 北緯18.54667° 西経81.71833° / 18.54667; -81.71833
エリア	22,050平方メートル（237,300平方フィート）
最大標高	−4,957メートル（−16,263フィート）
最小標高	−4,987メートル（−16,362フィート）

ビーブ熱水噴出孔（略称BVF 、ピカール噴出孔とも呼ばれる）は、世界で最も深い熱水噴出孔として知られ、カリブ海のグランドケイマン島のすぐ南、ケイマントラフのミッドケイマン拡大中心の北側に位置しています。^{[1]ビーブの南約24キロメートル（15マイル）には}フォンダム噴出孔があります。

海抜約5,000メートル（16,000フィート）の深さにあるこの場所は、深海底地帯で知られている数少ない熱水噴出孔の一つです。^[2]「ピカール」というニックネームの熱水噴出孔は2010年に検出され、^[3]その年の後半にはビーブの場所が確認されました。^{[1]深さと噴出孔流体の温度の組み合わせにより、この場所は水熱}力学、高圧生物学、地球化学の研究に人気の場所となっています。

ビーブの熱水噴出域は、2009年10月に、 R/Vケープハッテラスに搭載されたCTD、Eh、およびミッドケイマン海膨の上の水柱の光学後方散乱異常によって最初に検出されました。^{[3] [4]}チームはHROVネレウスを派遣して調査を行い、深さ3,900メートル（12,800フィート）と4,250メートル（13,940フィート）の二重の熱水噴出域を特定し、後に「ピカール」というニックネームが付けられました。収集された噴出サンプルから、チームは深さ約5,000メートル（16,000フィート）の熱水噴出域のおおよその位置を予測することができ、アシャゼ熱水噴出域（大西洋中央海嶺、4,200メートル（13,800フィート））を抜いて、最も深い既知の熱水噴出域となりました。

2010年、RRSジェームズ・クックの第44回航海は、2009年に熱水鉱床が存在すると予測された地域を調査するために、ミッドケイマン海嶺に戻りました。^[5]チームは、異常をマッピングするためにAUVオートサブ6000を、ビデオを収集するためにRUV HyBISを展開し、水深4,960メートル（16,270フィート）のウィリアム・ビーブにちなんで「ビーブ」と名付けられた場所を視覚的に確認しました。^{[1] [6]}

この噴出孔フィールドは、2011年にNOAASのオケアノス・エクスプローラー、2013年にR/VファルコールのFK008航海とR/V横須賀のYK13-05航海、2012年と2020年にそれぞれR/VアトランティスのAT18-16航海とAT42-22航海によってさらに探査されました。^{[7] [8] [9] [10] [11]}

ビーブ熱水噴出孔はカリブ海にあり、ミッドケイマン海嶺の北端、セプテントリオナル・オリエンテ断層帯に最も近い部分にある。^{[1] [12]}

ビーブ熱水噴出孔は、拡大中心の西側にある7つの硫化物マウンドで構成されており、その大部分は活動していない。 ^[13]フィールドの中央には、同じマウンドから分岐するビーブ1～5として知られる主要な端メンバー熱水噴出孔がある。これらの端メンバー熱水噴出孔の周囲には、北にホットチムレット、東にビーブ海、南にビーブウッズがある。一連のマウンドはフィールドの北東まで続いており、そこではかつて高温の熱水活動が行われていたことが、消滅した煙突によって証明されている。^[14]

この噴出孔は、自治権を持つイギリス海外領土であるケイマン諸島の領海内にあります。^[14]

ビーブ火口域は、年間15ミリメートル（0.59インチ）から16.9ミリメートル（0.67インチ）の速度で移動する超低速の尾根として説明されている拡大中心のすぐ近くに位置しています。この地域は主に玄武岩で、熱水活動によって形成された金属硫化物丘と崖錐で構成されています。^[14]

フォン・ダム・ベント・フィールドとは異なり、ビーブには堆積物がほとんどありません。^[15]

ビーブの噴出孔1～5は、黄鉄鉱、磁硫鉄鉱、その他の酸化金属硫化物からなる分岐複合体を形成している。これらの煙突からは、このフィールド内で最も高温の流体が最高403 °C (757 °F) まで噴出している。 ^[13]南のビーブの森も同様の地質学的構成であるが、温度はわずかに低い (354 °C (669 °F))。これらの温度は鉄やその他の金属がまだ沈殿していないほど高温であるため、煙突は独特の黒い煙突のような外観をしている。これらの金属硫化物煙突は、金、銀、銅などの貴金属や半貴石の鉱物の沈殿を伝導する。^[16]

北側のホット チムレットは、かなり低い温度 (149 °C (300 °F)) で噴出するため、流体は透明で金属を含みません。マウンドの斜面にあるホット チムレット サイトには、おそらく油田の中心部から供給された硫化物物質がわずかに散在しています。ホット チムレットには、油田の中心部にあるような印象的な煙突構造はなく、すぐに特定するにはダイビング マーカーを使用する必要があります。同様に、シュリンプ ガリーは、ビーブ海内の生物が豊富な場所です。ガリーの温度は約 45 °C (113 °F) に達し、拡散流の正確な場所を見つけるにはマーカーも必要です。

多くの玄武岩系と同様に、ビーブの端成分流体は玄武岩溶解反応に伴って非常に酸性である。玄武岩とのこのような反応は、熱水鉱床の形成に有利である可能性がある。^[17]二酸化炭素と硫化水素の濃度は深海水に比べて高く、マントル起源であると考えられる。^[13]

火口域には、流体の温度が 400 °C (752 °F) を超え、塩分濃度が約 2.3 wt% NaClと低い、ブラックスモーカーの噴出が主に 2 か所ある。このような状況下では、噴出流体は407 °C (765 °F) および 298 bar で海水の超臨界閾値を超え、持続的な超臨界噴出が起こる数少ない火口の 1 つとなっている。^{[3] [18] [19]} このような高温で酸性の条件により、金属硫化物の煙突が沈殿する可能性があり、また、最も高温の火口では、溶解した金属の濃度が高いことから、特徴的なブラックスモーカーのような外観になる。^[18]

ビーブでの鉄とマンガンの測定によると、地下温度は452℃（846℉）以上であることが示唆されている。^[13]

海水に作用する高温は、有機化合物の続成作用または熱分解を引き起こし、より小さな化合物に分解したり、結合構成を変えたりする可能性がある。深海水の熱水変質化合物に由来すると思われる少量のアルカンが検出されている。 ^{[13] [20]}より低温の噴出域では、高濃度の二酸化炭素と水素ガスが熱力学的に非生物的有機酸合成に有利となるため、ギ酸やその他の有機酸が低濃度で検出されている。

噴出するプルームには鉄が豊富に含まれており、海水との混合が始まると鉄に結合する配位子の可能性を調べるモデルが数多く存在しています。これらの配位子は鉱物相での鉄の沈殿を防ぎ、潜在的に生物学的に利用可能にします。^[21]

ビーブの噴出口にはエビが豊富に生息しており、特にアルビノカリス科に属するRimicaris hybisaeのエビはほぼ完全に目が見えません。^[22]これらのエビは幼生には目がありますが、成長するにつれて目を失い、光を感じる器官を発達させて、熱い噴出口の赤外線の輝きを感知します。^[23]ビーブの噴出口のエビは、噴出口から排出される高濃度の鉄分により、やや茶色がかっている点でフォンダムの噴出口のエビとは異なります。エビの行動を観察すると、密集しているエビは化学合成細菌から炭水化物を摂取していることが示唆されています。 ^[24]直接観察されていませんが、エビは他の生物を捕食したり、分布がまばらな場合は 共食いをすることがあります。

また、深海イソギンチャク、プロバンニッド腹足類、スクワットロブスターも豊富に生息しています。^{[15] [25]他の噴出孔場と同様に、深海のサメや}グレナディアなどの回遊性魚類がこの場の周辺に現れる可能性があります。

微生物の観点から見ると、ビーブとフォンダムの両噴出孔システムには微生物活動の跡が目に見える形で残っている。露出した岩石からは糸状の細菌とオレンジ色の堆積物が見つかっており、ベギアトアなどの微生物が噴出液中の硫化水素を利用して化学合成的に代謝していると考えられている。^{[15] [25]これらの微生物の一部は噴出孔甲殻類の表面または内部に存在し、日常的に食べられていたり、}共生生物としての役割を果たしている。^[24]

低温の噴出場所では、サルフロヴムが優勢な細菌として特定されているが、メタノサーマコッカスは豊富な古細菌である。^[26]地球化学計算によると、これらの条件では水素消費以外の複数の代謝が有利であることが示唆されている。^[27]

熱水系は、2009年にアメリカが主導した海洋学航海、R/Vケープハッテラスでの存在が示唆され、水柱で3つの熱水プルーム、ピカール、ウォルシュ、エウロパが検出されました。^{[3] [28]ビーブは、2010年初頭にイギリスが主導した}RRSジェームズクックの遠征で視覚的に確認されましたが、ピカールのプルームは発見できなかったため、噴出孔フィールドはビーブと名付けられました。アメリカ人は、前回のミッションの科学的出版物に先立って2011年にオケアノスエクスプローラーで噴出孔フィールドに戻り、噴出孔フィールドをピカールと名付けました。これにより、噴出孔フィールドの2番目の名前が生まれました。^[29]インターリッジデータベースでは、噴出孔フィールドをビーブとしてリストしていますが、^[30]多くのアメリカのジャーナルはピカールの名前で結果を発表しています。

検出されたプルームの元の名前であるピカールは、ドン・ウォルシュとともにチャレンジャー海淵に潜ったスイスの海洋学者ジャック・ピカールに由来しています。その後、動力付き潜水艇が登場する以前にバチスフェアで頻繁に潜水していたアメリカの博物学者ウィリアム・ビーブにちなんでビーブと命名されました。 ^[31]

2010年以来、ビーブの噴出孔は科学者によって何度も探査され、サンプルやビデオを収集しようとしてきました。岩石の収集や人工照明など、熱水探査中によく起こる生態系の混乱は、ビーブの生物の光受容体にダメージを与える可能性があります。^[32]

2013年には、海洋研究開発機構（JAMSTEC）によるYK-13-05航海が実施され、しんかい6500の潜水の様子を採取しライブストリーミング配信した。しかし、光ファイバーケーブルは複数回巻き取られる際に断線し、完全には回収されなかった。^{[11]ケーブルの存在が不確実であることは、安全上の懸念からビーブでの潜水を行わなかった}アルビンなどの有人潜水艇にとって潜在的な危険である。

ビーブの金属硫化物には金やその他の工業元素が豊富に含まれており、深海採掘に懸念が生じる可能性がある。^[16]

• 2010年のイギリス遠征隊のブログ
• インターリッジデータベースのビーブ噴出孔サイト