잃어버린 도시 열수 분출구 유체의 다단계 진화

세르펜타지니제이션의 영향을 받은 열수 시스템, 잃어버린 도시 열수 필드(LCHF)와 같은 곳은 생명의 기원으로서의 잠재적 장소로 여겨진다. 이 시스템에서 환원력이 풍부하지만(H2와 CH4), 미생물 서식 가능성은 높은 pH, 높은 온도 및/또는 생물 이용 가능한 탄소의 낮은 농도로 제한될 수 있다. LCHF에서는, 특히 낮은 온도 분출구에서, 생물학적 및 비생물학적 과정이 분출 유체 조성에 미치는 상대적 기여도가 잘 규명되지 않았다. 우리는 모든 LCHF 유체가 미생물 활동이 거의 없는 더 뜨거운 깊은 지하에서 생성된 단일 엔드 멤버에서 유래함을 시사하는 유체 화학과 동위원소 데이터를 제시한다. 이 유체의 스트론튬 동위원소 조성(87Sr/86Sr)은 기저 맨틀 및/또는 가브로이트 암석의 영향을 기록하며, 황 동위원소 조성은 닫힌 시스템의 열화학적 황 환원 과정을 나타낸다. 전도 냉각과 수송은 계속되는 황 환원, 아마도 미생물에 의한, 및 변경되지 않은 해수와의 혼합을 동반하며, 이는 높은 δ34Ssulfide 및 낮은 δ34Ssulfate 값을 가진 2차 분출구를 생성한다. 3차 분출 유체는 1차 및 2차 유체와 해수 중심 유체 간의 다양한 정도의 하부 혼합에 의해 생성된다. 분출구 간의 공간적 변동성을 설명하기 위해서는 다양한 흐름 경로를 따라 추가적인 생물학적 및 비생물학적 과정이 필요하다. 황 지구화학과 수소 농도 간의 관계는 주로 온도 및/또는 주요 유출 경로에서의 거리 변동을 반영한다. 메탄 농도는 필드 전반에 걸쳐 일정하게 나타나며, 이는 유출 경로 및 분출 온도와 무관한 기원을 시사한다. 잃어버린 도시에서 모든 분출 유체가 Mg 농도가 0임은 아닌 것으로 보인다. 따라서 우리는 해수와 엔드 멤버 유체 간의 Sr 동위원소에 대한 두 성분 혼합이 확립될 수 있는 유사한 시스템에서 엔드 멤버 유체 조성을 추정하는 대안 방법으로 Sr 동위원소 엔드 멤버 조성으로의 외삽을 제안한다.