چشمه آب گرم چیست

چشمه آب گرم ، چشمه گرمابی یا چشمه زمین گرمایی ای است ، چشمه که از ظهور زیرزمینی گرمایی آب های زمین گرمایی بر روی سطح زمین ایجاد می شود. آب های زیرزمینی یا توسط توده های کم عمق ماگما (سنگ مذاب) یا با گردش از طریق گسل ها به سنگ های داغ در اعماق پوسته زمین گرم می شوند. در هر صورت، منبع نهایی گرما، فروپاشی رادیواکتیو عناصر رادیواکتیو طبیعی در گوشته زمین ، لایه زیر پوسته است.

آب چشمه آب گرم اغلب حاوی مقادیر زیادی مواد معدنی محلول است. شیمی چشمه های آب گرم از چشمه های اسید سولفات با pH کمتر از 0.8، چشمه های کلرید قلیایی اشباع شده با سیلیس ، تا چشمه های بی کربنات اشباع شده با دی اکسید کربن و مواد معدنی کربناته متغیر است . برخی از چشمه ها نیز حاوی آهن محلول فراوان هستند. مواد معدنی که در چشمه‌های آب گرم به سطح می‌آیند، اغلب جوامعی از اکستروموفیل‌ها ، میکروارگانیسم‌های سازگار با شرایط شدید را تغذیه می‌کنند، و این احتمال وجود دارد که حیات روی زمین منشأ خود را از چشمه‌های آب گرم داشته باشد.

هزاران سال است که انسان ها از چشمه های آب گرم برای حمام کردن، آرامش یا درمان پزشکی استفاده کرده اند. با این حال، برخی از آنها به اندازه‌ای داغ هستند که غوطه‌وری می‌تواند مضر باشد و منجر به سوختن و به طور بالقوه مرگ شود.

تعاریف

هیچ تعریف پذیرفته شده جهانی از چشمه آب گرم وجود ندارد. به عنوان مثال، می توان عبارت چشمه آب گرم را به عنوان تعریف کرد

• هر فنری که توسط زمین گرمایی فعالیت گرم می شود
• چشمه ای با دمای آب بالاتر از محیط اطرافش
• یک چشمه طبیعی با دمای آب بالاتر از دمای بدن انسان (به طور معمول حدود 37 درجه سانتیگراد (99 درجه فارنهایت))

• چشمه طبیعی آب که دمای آن بیشتر از 21 درجه سانتیگراد (70 درجه فارنهایت) است
• نوعی چشمه آب گرم که دمای آب آن معمولاً 6 تا 8 درجه سانتیگراد (11 تا 14 درجه فارنهایت) یا بیشتر از میانگین دمای هوا است.
• چشمه ای با دمای آب بالاتر از 50 درجه سانتیگراد (122 درجه فارنهایت)

اصطلاح مرتبط ” چشمه گرم ” به عنوان چشمه ای با دمای آب کمتر از چشمه آب گرم توسط بسیاری از منابع تعریف می شود، اگرچه پنتیکاست و همکارانش. (2003) پیشنهاد می کنند که عبارت “بهار گرم” مفید نیست و باید از آن اجتناب کرد. [9] ایالات متحده مرکز داده های ژئوفیزیک NOAA ، “چشمه گرم” را به عنوان چشمه ای با آب بین 20 تا 50 درجه سانتی گراد (68 و 122 درجه فارنهایت) تعریف می کند.

منابع گرما

آب خروجی از چشمه آب گرم از طریق زمین گرمایی ، یعنی با گرمای تولید شده از گوشته زمین گرم می شود . این امر به دو صورت صورت می گیرد. در مناطقی که فعالیت آتشفشانی بالایی دارند، ماگما (سنگ مذاب) ممکن است در اعماق کم در پوسته زمین وجود داشته باشد . آب های زیرزمینی توسط این توده های ماگمایی کم عمق گرم می شوند و به سطح می آیند تا در یک چشمه آب گرم بیرون بیایند. با این حال، حتی در مناطقی که فعالیت آتشفشانی را تجربه نمی کنند، دمای سنگ های درون زمین با عمق افزایش می یابد. سرعت افزایش دما با عمق به عنوان گرادیان زمین گرمایی شناخته می شود . اگر آب به اندازه کافی در پوسته نفوذ کند، در تماس با سنگ داغ گرم می شود. اتفاق می‌افتد این معمولاً در امتداد گسل‌ها ، جایی که بسترهای سنگی خرد شده مسیرهای آسانی را برای گردش آب به اعماق بیشتر فراهم می‌کنند.

بیشتر گرما در اثر فروپاشی عناصر رادیواکتیو طبیعی ایجاد می شود. تخمین زده می شود که 45 تا 90 درصد گرمای خارج شده از زمین از فروپاشی رادیواکتیو عناصری که عمدتاً در گوشته قرار دارند منشاء می گیرد. ایزوتوپ های اصلی تولید کننده گرما در زمین عبارتند از پتاسیم-40 ، اورانیوم-238 ، اورانیوم-235 ، و توریم-232 . از طریق پوسته جریان می یابد در مناطقی که فعالیت آتشفشانی ندارند، این گرما از طریق یک فرآیند کند هدایت حرارتی ، اما در مناطق آتشفشانی، گرما با سرعت بیشتری توسط اجسام ماگما به سطح منتقل می شود.

چشمه آب گرمی که به طور متناوب آب و بخار را فوران می کند، آبفشان نامیده می شود . در مناطق فعال آتشفشانی مانند پارک ملی یلوستون ، ماگما ممکن است در اعماق کم وجود داشته باشد. اگر یک چشمه آب گرم به یک مخزن طبیعی بزرگ نزدیک به چنین جسم ماگمایی متصل شود، ماگما ممکن است فوق‌گرم کند آب موجود در مخزن را و دمای آن را بالاتر از نقطه جوش معمولی افزایش دهد. آب فوراً به جوش نمی آید، زیرا وزن ستون آب بالای مخزن، مخزن را تحت فشار قرار می دهد و از جوشیدن جلوگیری می کند. با این حال، همانطور که آب فوق گرم منبسط می شود، مقداری از آب در سطح ظاهر می شود و فشار را در مخزن کاهش می دهد. این اجازه می دهد تا مقداری از آب موجود در مخزن به بخار تبدیل شود که باعث می شود آب بیشتری از چشمه آب گرم خارج شود. این منجر به یک وضعیت فرار می شود که در آن مقدار قابل توجهی آب و بخار به زور از چشمه آب گرم با تخلیه مخزن خارج می شود. سپس مخزن با آب خنک‌تر پر می‌شود و چرخه تکرار می‌شود.

آبفشان ها هم به یک مخزن طبیعی و هم به منبع فراوان آب خنک نیاز دارند تا پس از هر فوران آبفشان، آب را دوباره پر کنند. اگر مقدار آب کمتر باشد، به طوری که آب با سرعتی که می تواند جمع شود جوشانده شود و فقط به صورت بخار به سطح آب برسد ، نتیجه یک فومارول است . اگر آب با گل و گل مخلوط شود حاصل آن گلدان می شود.

نمونه ای از چشمه های گرم غیر آتشفشانی ، گرم اسپرینگز، جورجیا است (که به دلیل اثرات درمانی آن توسط فلج شده رئیس جمهور ایالات متحده ، فرانکلین دی. روزولت ، که کاخ سفید کوچک را در آنجا ساخته بود، استفاده می شود). در اینجا آب زیرزمینی به صورت باران و برف ( آب شهاب‌سنگ ) که بر روی کوه‌های مجاور می‌بارد سرچشمه می‌گیرد، که به یک سازند خاص ( هولیس کوارتزیت ) تا عمق 3000 فوت (910 متر) نفوذ می‌کند و توسط شیب طبیعی زمین گرمایی گرم می‌شود.

شیمی

از آنجایی که آب گرم می تواند محلول مواد جامد بیشتری را نسبت به آب سرد در خود نگه دارد، آبی که از چشمه های آب گرم تولید می شود، اغلب دارای محتوای معدنی بسیار بالایی است ، از کلسیم گرفته تا لیتیوم و حتی رادیوم . شیمی کلی چشمه های آب گرم از کلرید قلیایی تا سولفات اسیدی تا بی کربنات و غنی از آهن متفاوت است ، که هر کدام یک عضو نهایی از طیف وسیعی از ترکیبات شیمیایی چشمه های آب گرم ممکن را تعریف می کنند.

چشمه های آبگرم کلرید قلیایی توسط سیالات گرمابی تغذیه می شوند که وقتی آب های زیرزمینی حاوی نمک های کلرید محلول با سنگ های سیلیکات در دمای بالا واکنش می دهند تشکیل می شوند. این چشمه ها دارای pH تقریبا خنثی هستند اما از سیلیس اشباع شده اند . SiO 2 ). حلالیت سیلیس به شدت به دما بستگی دارد، بنابراین پس از سرد شدن، سیلیس به صورت گیسریت ، شکلی از عقیق (opal-A: SiO 2 · nH 2 O ). این فرآیند به اندازه‌ای آهسته است که ژیسریت بلافاصله در اطراف دریچه رسوب نمی‌کند، بلکه تمایل دارد یک سکوی کم و وسیع را برای مدتی در اطراف دهانه فنر ایجاد کند.

چشمه های آب گرم سولفات اسیدی توسط مایعات گرمابی غنی از سولفید هیدروژن تغذیه می شوند . H 2 S ) که اکسید می شود و اسید سولفوریک تشکیل می دهد . H 2 SO 4 . در نتیجه pH مایعات به مقادیر 0.8 کاهش می یابد. اسید با سنگ واکنش می‌دهد تا آن را به کانی‌های رسی ، کانی‌های اکسیدی و باقی‌مانده سیلیس تبدیل کند.

چشمه های آب گرم بی کربنات توسط مایعات گرمابی تغذیه می شوند که در اثر دی اکسید کربن تشکیل می شوند . CO 2 ) و آب های زیرزمینی با سنگ های کربناته واکنش می دهند . هنگامی که مایعات به سطح می رسند، CO 2 به سرعت از بین می رود و مواد معدنی کربناته به صورت تراورتن رسوب می کنند ، به طوری که چشمه های آب گرم بی کربنات تمایل به تشکیل ساختارهای برجسته در اطراف دهانه خود دارند. [30]

چشمه های غنی از آهن با حضور جوامع میکروبی مشخص می شوند که توده های آهن اکسید شده را از آهن در مایعات گرمابی تغذیه کننده چشمه تولید می کنند.

برخی از چشمه‌های آب گرم سیالاتی تولید می‌کنند که در شیمی بین این دو حد متوسط ​​هستند. به عنوان مثال، چشمه های آب گرم مخلوط اسید-سولفات-کلرید حد واسط بین چشمه های اسید سولفات و کلرید قلیایی هستند و ممکن است از اختلاط مایعات اسید سولفات و کلرید قلیایی تشکیل شوند. آنها ژیسریت را رسوب می دهند، اما در مقادیر کمتر از چشمه های کلرید قلیایی.

نرخ جریان

سرعت جریان چشمه‌های آب گرم از کوچک‌ترین تراوش‌ها تا رودخانه‌های واقعی آب گرم متغیر است. گاهی اوقات فشار کافی وجود دارد که آب در یک آبفشان یا فواره به سمت بالا پرتاب می شود .

چشمه های آب گرم پر جریان

در ادبیات ادعاهای زیادی در مورد دبی چشمه های آب گرم وجود دارد. چشمه های غیر حرارتی با دبی زیادتر از چشمه های زمین گرمایی هستند. چشمه های با دبی بالا عبارتند از:

• مجتمع دالهوسی اسپرینگز در استرالیا در سال 1915 بیش از 23000 لیتر در ثانیه جریان داشت که به طور میانگین در این مجموعه خروجی بیش از 325 لیتر در ثانیه داشت. این میزان در حال حاضر به حداکثر دبی 17370 لیتر در ثانیه کاهش یافته است، بنابراین فنر متوسط ​​خروجی حدود 250 لیتر در ثانیه دارد. [37]

• 

• چشمه آب گرم “برکه خون” در بپو ، ژاپن

  2850 چشمه آب گرم Beppu در ژاپن پر جریان ترین مجموعه چشمه های آب گرم در ژاپن است. چشمه های آب گرم Beppu با هم حدود 1592 لیتر در ثانیه تولید می کنند یا به طور متوسط ​​جریان چشمه آب گرم 0.56 لیتر در ثانیه را تولید می کنند.

• 303 چشمه آب گرم کوکونوئه در ژاپن 1028 لیتر در ثانیه تولید می کند که به طور متوسط ​​3.39 لیتر در ثانیه جریان دارد.
• استان اویتا دارای 4762 چشمه آب گرم است که مجموع دبی آن 4437 لیتر در ثانیه است، بنابراین میانگین دبی چشمه آب گرم 0.93 لیتر در ثانیه است.
• بالاترین دبی آب گرم در ژاپن، چشمه آب گرم تاماگاوا در استان آکیتا است که دبی 150 لیتر در ثانیه دارد. چشمه آب گرم تاماگاوا جریانی به عرض 3 متر (9.8 فوت) با دمای 98 درجه سانتی گراد (208 درجه فارنهایت) را تغذیه می کند.
• معروف ترین چشمه های آب گرم برزیل کالداس نواس (به پرتغالی “چشمه های آب گرم جدید” ) توسط 86 چاه استخراج می شود که 333 لیتر در ثانیه از آنها به مدت 14 ساعت در روز پمپ می شود. این مربوط به اوج دبی متوسط ​​3.89 لیتر در ثانیه در هر چاه است. [ نیازمند منبع ]
• در فلوریدا “قدر یک” شناخته شده وجود دارد ، 33 چشمه (دارای جریان بیش از 2800 لیتر در ثانیه (99 فوت مکعب در ثانیه)). سیلور اسپرینگز، فلوریدا دارای جریان بیش از 21000 لیتر در ثانیه (740 فوت مکعب در ثانیه) است.
• در دهانه آبفشان Excelsior پارک ملی یلوستون تولید می کند . حدود 4000 گالری آمریکا در دقیقه (0.25 متر مکعب بر ثانیه)
• ایوانز پلانج در هات اسپرینگز، داکوتای جنوبی دارای سرعت جریان 5000 گالری آمریکا در دقیقه (0.32 متر مکعب بر ثانیه) از آب چشمه 87 درجه فارنهایت (31 درجه سانتیگراد) است. Plunge که در سال 1890 ساخته شد، بزرگترین استخر سرپوشیده طبیعی آب گرم جهان است.
• چشمه آب گرم ساتورنیا ، ایتالیا با حدود 500 لیتر در ثانیه [38]
• چشمه های آب گرم گدازه در آیداهو دارای جریان 130 لیتر در ثانیه است.
• گلن وود اسپرینگز در کلرادو دارای دبی 143 لیتر در ثانیه است.
• الیزابت اسپرینگز در غرب کوئینزلند استرالیا ممکن است در اواخر قرن نوزدهم 158 لیتر در ثانیه جریان داشته باشد، اما اکنون جریانی حدود 5 لیتر در ثانیه دارد.
• Deildartunguhver در ایسلند دارای جریان 180 لیتر در ثانیه است.
• حداقل سه چشمه آب گرم در منطقه ناگه در 8 کیلومتری (5.0 مایل) جنوب غربی باجاوا در اندونزی وجود دارد که مجموعا بیش از 453.6 لیتر در ثانیه تولید می کنند.
• سه چشمه آب گرم دیگر (منگرودا، وای بانا و پیگا) در 18 کیلومتری شمال شرق باجاوا، اندونزی وجود دارد که مجموعا بیش از 450 لیتر در ثانیه آب گرم تولید می کنند.
• در جنگل بوئال یوکان، در 25 دقیقه شمال غربی وایت هورس در شمال کانادا، چشمه های آب گرم تاخینی با سرعت 385 لیتر در دقیقه (85 بیگال در دقیقه؛ 102 گالری آمریکا در دقیقه) و 47 درجه سانتی گراد (118 درجه) از داخل زمین خارج می شود. و) در تمام طول سال [39]

اکوسیستم ها

چشمه های آب گرم اغلب میزبان جوامعی از میکروارگانیسم های سازگار با زندگی در آب گرم و مملو از مواد معدنی هستند. اینها عبارتند از ترموفیل ها ، که نوعی اکستروموفیل هستند که در دمای بالا، بین 45 تا 80 درجه سانتیگراد (113 تا 176 درجه فارنهایت) رشد می کنند. [40] فراتر از دریچه، جایی که آب زمان خنک کردن و رسوب بخشی از بار معدنی خود را داشته است، شرایط به نفع موجودات سازگار با شرایط کمتر شدید است. این امر با دور شدن از دریچه، مجموعه‌ای از جوامع میکروبی را ایجاد می‌کند که از برخی جهات شبیه مراحل متوالی در تکامل زندگی اولیه است. [41]

به عنوان مثال، در یک چشمه آب گرم بی کربنات، جامعه ارگانیسم‌ها بلافاصله در اطراف دریچه تحت سلطه باکتری‌های ترموفیل رشته‌ای ، مانند Aquifex و دیگر Aquiificales هستند که سولفید و هیدروژن را برای به دست آوردن انرژی برای فرآیندهای زندگی خود اکسید می‌کنند. بر آنها غالب است فارنهایت) کاهش یافته است، سطح با حصیرهای میکروبی به ضخامت یک سانتیمتر (0.39 اینچ) پوشیده شده است که سیانوباکتری‌هایی مانند اسپیرولینا ، اسیلاتوریا و سینکوکوکوس . علاوه بر دریچه، جایی که دمای آب به زیر 60 درجه سانتیگراد (140 درجه 42] و باکتری های گوگرد سبز مانند Chloroflexus . همه این موجودات قادر به فتوسنتز هستند ، اگرچه باکتری های گوگرد سبز گوگرد در طول فتوسنتز به جای اکسیژن، تولید می کنند . هنوز دورتر از دریچه، جایی که دما به زیر 45 درجه سانتی گراد (113 درجه فارنهایت) می رسد، شرایط برای جامعه پیچیده ای از میکروارگانیسم ها که شامل اسپیرولینا ، کالوتریکس ، دیاتوم ها تک سلولی و دیگر یوکاریوت های ، و حشرات و تک یاخته های در حال چرا هستند، مساعد است. با کاهش دما نزدیک به دمای محیط، گیاهان بالاتر ظاهر می شوند. [41]

چشمه‌های آبگرم کلرید قلیایی، توالی مشابهی از جوامع موجودات زنده را نشان می‌دهند، با باکتری‌های گرمادوست و آرکی‌های مختلف در گرم‌ترین قسمت‌های دریچه. چشمه های آب گرم سولفات اسیدی توالی متفاوتی از میکروارگانیسم ها را نشان می دهند که تحت سلطه جلبک های مقاوم به اسید (مانند اعضای Cyanidiophyceae )، قارچ ها و دیاتوم ها هستند. [32] چشمه های آب گرم غنی از آهن دارای جوامعی از موجودات فتوسنتزی هستند که آهن احیا شده ( آهن ) را به آهن اکسید شده ( فرریک ) اکسید می کنند. [43]

چشمه های آب گرم منبع آب قابل اعتمادی هستند که یک محیط شیمیایی غنی را فراهم می کند. این شامل گونه های شیمیایی کاهش یافته است که میکروارگانیسم ها می توانند به عنوان منبع انرژی اکسید شوند.

اهمیت زیست زایی

فرضیه چشمه آب گرم

برخلاف « سیگاری‌های سیاه » (دریچه‌های گرمابی در کف اقیانوس)، چشمه‌های آب گرم مشابه میدان‌های هیدروترمال زمینی در کامچاتکا مایعاتی با pH و دمای مناسب برای سلول‌های اولیه و واکنش‌های بیوشیمیایی تولید می‌کنند. ترکیبات آلی محلول در چشمه های آب گرم کامچاتکا یافت شد. [44] [45] سولفیدهای فلزی و کانی های سیلیس در این محیط ها به عنوان فوتوکاتالیست عمل می کنند. [45] آنها چرخه های خیس شدن و خشک شدن را تجربه می کنند که باعث تشکیل پلیمرهای زیستی می شود که پس از آبرسانی مجدد در وزیکول ها محصور می شوند. [46] قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش خورشیدی در محیط، سنتز را به بیومولکول‌های مونومر ارتقا می‌دهد. [47] ترکیب یونی و غلظت چشمه های آب گرم (K، B، روی، P، O، S، C، منگنز، N، و H) با سیتوپلاسم سلول های مدرن و احتمالاً با سیتوپلاسم های LUCA یا اولیه یکسان است . زندگی سلولی بر اساس تجزیه و تحلیل فیلوژنومیک. [48] ​​[45] به این دلایل، این فرضیه مطرح شده است که چشمه های آب گرم ممکن است محل پیدایش حیات بر روی زمین باشد. [41] [30] پیامدهای تکاملی این فرضیه حاکی از یک مسیر تکاملی مستقیم به گیاهان زمینی است. جایی که قرار گرفتن مداوم در معرض نور خورشید منجر به توسعه خواص فتوسنتزی و بعداً استعمار در خشکی و زندگی در دریچه‌های گرمابی می‌شود، پیشنهاد می‌شود که سازگاری بعدی باشد. [49]

مطالعات تجربی اخیر در چشمه های آب گرم این فرضیه را تایید می کند. آنها نشان می دهند که اسیدهای چرب در ساختارهای غشایی به خودی خود جمع می شوند و مولکول های زیستی سنتز شده را در طول قرار گرفتن در معرض اشعه ماوراء بنفش و چرخه های مرطوب-خشک متعدد در چشمه های آب گرم کمی قلیایی یا اسیدی محصور می کنند، که در شرایط آب شور به دلیل غلظت بالای املاح یونی در آنجا اتفاق نمی افتد. از تشکیل ساختارهای غشایی جلوگیری می کند. [50] [51] [52] دیوید دیمر و بروس دامر خاطرنشان می‌کنند که این محیط‌های پربیوتیک فرضی شبیه چارلز داروین “برکه کوچک گرم” تصور شده هستند. [49] اگر حیات در دریچه‌های گرمابی عمیق دریا، به جای استخرهای زمینی پدیدار نمی‌شد، کینون‌های فرازمینی که به محیط منتقل می‌شدند، واکنش‌های ردوکس را ایجاد می‌کردند که منجر به شیب پروتون می‌شد. بدون چرخه خشک و مرطوب مداوم برای حفظ پایداری پروتئین های اولیه برای حمل و نقل غشایی و سایر ماکرومولکول های بیولوژیکی، آنها از طریق هیدرولیز در یک محیط آبی سپری می شوند. [49] دانشمندان یک آب‌فشان 3.48 میلیارد ساله کشف کردند که ظاهراً حیات میکروبی فسیل‌شده، استروماتولیت‌ها و نشانه‌های زیستی را حفظ کرده است. [53] محققان پیشنهاد می‌کنند که پیروفسفیت در زندگی سلولی اولیه برای ذخیره انرژی مورد استفاده قرار گرفته است و ممکن است پیش‌ساز پیروفسفات باشد. فسفیت‌هایی که در چشمه‌های آب گرم وجود دارند، از طریق چرخش مرطوب-خشک به یکدیگر و به پیروفسفیت در چشمه‌های آب گرم متصل می‌شوند. [54] مانند دریچه‌های هیدروترمال قلیایی، چشمه آب گرم Hakuba Happo از طریق سرپانتینه‌سازی می‌گذرد، که نشان می‌دهد حیات میکروبی متانوژن احتمالاً از زیستگاه‌های مشابه سرچشمه گرفته است. [55]

محدودیت ها

یک مشکل با فرضیه چشمه آب گرم برای منشا حیات این است که فسفات حلالیت کمی در آب دارد. [56] پیروفسفیت می‌توانست در پروتوسل‌ها وجود داشته باشد، با این حال همه اشکال زندگی مدرن از پیروفسفات برای ذخیره انرژی استفاده می‌کنند. Kee پیشنهاد می کند که پیروفسفات می تواند پس از ظهور آنزیم ها مورد استفاده قرار گیرد. [54] شرایط کم آب باعث فسفوریلاسیون ترکیبات آلی و تراکم فسفات به پلی فسفات می شود. [57] مشکل دیگر این است که تشعشعات فرابنفش خورشیدی و ضربه‌های مکرر از سکونت‌پذیری زندگی سلولی اولیه در چشمه‌های آب گرم جلوگیری می‌کنند، [56] اگرچه درشت مولکول‌های بیولوژیکی ممکن است در طول قرار گرفتن در معرض تابش فرابنفش خورشیدی انتخاب شده باشند [49] و توسط کاتالیزور شده باشند. مواد معدنی سیلیس فوتوکاتالیستی و سولفیدهای فلزی. [45] شهاب‌های کربنی در طول بمباران سنگین اواخر، باعث ایجاد دهانه در زمین نمی‌شدند، زیرا با ورود به اتمسفر تکه‌هایی تولید می‌کردند. تخمین زده می شود که شهاب ها 40 تا 80 متر قطر داشته باشند، اما برخوردهای بزرگتر دهانه های بزرگتری ایجاد می کنند. [58] مسیرهای متابولیک هنوز در این محیط‌ها نشان داده نشده است، [56] اما توسعه شیب‌های پروتون ممکن است توسط واکنش‌های ردوکس همراه با کینون‌های شهاب‌سنگ یا رشد پروتوسل ایجاد شده باشد. [59] [49] [60] واکنش‌های متابولیک در مسیر Wood-Ljungdahl و چرخه معکوس کربس در شرایط اسیدی و دماهای ترموفیل در حضور فلزات ایجاد شده است که با مشاهدات RNA عمدتاً در pH اسیدی پایدار است. [61] [62]

کاربردهای انسانی

تاریخچه

هزاران سال است که انسان ها از چشمه های آب گرم برخوردار بوده اند. [63] حتی ماکاک‌ها گسترش داده‌اند محدوده شمالی خود را تا ژاپن که نخستی‌های غیرانسانی هستند، با استفاده از چشمه‌های آب گرم برای محافظت از خود در برابر استرس سرما، . [64] حمام های چشمه آب گرم ( onsen ) حداقل دو هزار سال است که در ژاپن استفاده می شود، به طور سنتی برای تمیزی و آرامش، اما به طور فزاینده ای برای ارزش درمانی آنها. [65] در عصر هومری یونان (حدود 1000 قبل از میلاد)، حمام ها اساساً برای بهداشت بودند، اما در زمان بقراط (حدود 460 قبل از میلاد)، چشمه های آب گرم دارای قدرت شفابخش بودند. محبوبیت چشمه های آب گرم در طول قرن ها در نوسان بوده است، اما اکنون در سراسر جهان محبوب هستند. [66]

کاربردهای درمانی

به دلیل ارزش‌های فولکلور و ادعایی پزشکی که به برخی از چشمه‌های آب گرم نسبت داده می‌شود، این چشمه‌ها اغلب مقاصد گردشگری محبوب و مکان‌هایی برای توانبخشی کلینیک‌های برای افراد دارای معلولیت هستند . [67] [68] [28] با این حال، مبنای علمی برای استحمام درمانی در چشمه های آب گرم نامشخص است. حمام داغ برای مسمومیت با سرب در قرون 18 و 19 رایج بود و طبق گزارشات بسیار موفقیت آمیز بود و ممکن است به دلیل دیورز (افزایش تولید ادرار) از نشستن در آب داغ باشد که باعث افزایش دفع سرب می شد. غذای بهتر و جداسازی از منابع سرب؛ و افزایش دریافت کلسیم و آهن. بهبود قابل توجهی در بیماران مبتلا به آرتریت روماتوئید و اسپوندیلیت انکیلوزان در مطالعات آبگرم گزارش شده است، اما این مطالعات دارای مشکلات روش شناختی هستند، مانند غیرعملی بودن آشکار مطالعات کنترل شده با دارونما (که در آن بیمار نمی داند آیا درمان را دریافت می کند یا خیر. ). در نتیجه، اثربخشی درمانی درمان با چشمه آب گرم نامشخص است. [66]

اقدامات احتیاطی

چشمه های آب گرم در مناطق آتشفشانی اغلب در نقطه جوش یا نزدیک آن هستند . مردم با ورود تصادفی یا عمدی به این چشمه ها به شدت سوخته و حتی کشته شده اند. [69] [70] [71]

برخی از میکروبیوت های چشمه های آب گرم برای انسان مسری هستند:

• Naegleria fowleri ، یک حفاری شده آمیب ، در آب های گرم و بدون نمک در سراسر جهان زندگی می کند و باعث ایجاد مننژیت در صورت ورود ارگانیسم ها به بینی کشنده می شود. [72] [73] [74]
• ایالات متحده، آکانتامبا به گفته مرکز کنترل بیماری همچنین می تواند از طریق چشمه های آب گرم پخش شود – ارگانیسم ها از طریق چشم یا از طریق یک زخم باز وارد می شوند. [75]
• لژیونلا باکتری از طریق چشمه های آب گرم پخش شده است. [76] [77]
• ، نایسریا گونوره به احتمال زیاد از حمام کردن در چشمه آب گرم به دست آمده است طبق یک مطالعه موردی ، با دمای نزدیک به بدن، کمی اسیدی، ایزوتونیک و آب های حاوی مواد آلی که تصور می شود بقای پاتوژن را تسهیل می کند. [78]

برچسب

آداب و رسوم مشاهده شده بسته به چشمه آب گرم متفاوت است. معمول است که حمام کنندگان باید قبل از ورود به آب شستشو دهند تا آب (با/بدون صابون) آلوده نشود. [79] در بسیاری از کشورها، مانند ژاپن، ورود به چشمه آب گرم بدون لباس، از جمله لباس شنا، الزامی است. اغلب امکانات یا زمان‌های متفاوتی برای زنان و مردان وجود دارد، اما ترکیبی از آن‌ها وجود دارد. [80] در برخی کشورها، اگر چشمه آب گرم عمومی باشد، لباس شنا الزامی است. [81] [82]

مثالها

در بسیاری از نقاط و در تمام قاره های جهان چشمه های آب گرم وجود دارد. کشورهایی که به خاطر چشمه های آب گرم خود مشهور هستند عبارتند از چین ، کاستاریکا ، ایسلند ، ایران ، ژاپن ، نیوزیلند ، برزیل ، پرو ، تایوان ، ترکیه و ایالات متحده ، اما در بسیاری از نقاط دیگر نیز چشمه های آب گرم وجود دارد:

• جهان طبقه بندی کرد، شهرت فراوانی داشت و به که از زمانی که گزارش یک استاد شیمی در سال 1918 آنها را به عنوان یکی از الکترولیتی ترین آب های معدنی چشمه های آب گرم ریو هوندو در شمال آرژانتین یکی از پربازدیدترین آب های روی زمین تبدیل شد. [83] یکی آبگرم Cacheuta دیگر از چشمه های آب گرم معروف در آرژانتین است.
• چشمه های اروپا با بالاترین دما در فرانسه و در دهکده ای کوچک به نام Chaudes-Aigues واقع شده اند . سی چشمه است ) . آب گرم طبیعی Chaudes-Aigues در قلب منطقه آتشفشانی فرانسوی Auvergne واقع شده است و دمای آن از 45 درجه سانتیگراد (113 درجه فارنهایت) تا بیش از 80 درجه سانتیگراد (176 درجه فارنهایت گرم ترین آن، «Source du Par»، دمایی برابر با 82 درجه سانتی گراد (180 درجه فارنهایت) دارد. آب گرمی که در زیر دهکده جریان دارد از قرن چهاردهم گرما را برای خانه ها و کلیسا فراهم کرده است. Chaudes-Aigues (Cantal، فرانسه) یک شهر آبگرم است که از زمان امپراتوری روم برای درمان روماتیسم شناخته شده است.
• سفره های کربناته در تنظیمات زمین ساختی فورلند می توانند میزبان چشمه های حرارتی مهم باشند، اگرچه در مناطقی قرار دارند که معمولاً با مقادیر جریان گرمای بالای منطقه ای مشخص نمی شوند. در این موارد، هنگامی که چشمه‌های حرارتی نزدیک یا در امتداد خطوط ساحلی قرار دارند، چشمه‌های حرارتی زیر دریایی و/یا زیردریایی خروجی آب‌های زیرزمینی دریایی را تشکیل می‌دهند که از طریق شکستگی‌های موضعی و حجم‌های سنگ کارستی جریان می‌یابند. این مورد مربوط به چشمه هایی است که در امتداد جنوب شرقی منطقه آپولیا (جنوب ایتالیا) رخ می دهد که در آن آب های گوگردی و گرم کمی (22-33 درجه سانتی گراد (72-91 درجه فارنهایت)) در غارهای نیمه غوطه ور واقع در امتداد دریای آدریاتیک خارج می شوند. ساحل، بنابراین آبگرم های تاریخی سانتا سزاریا ترمه را تامین می کند. این چشمه‌ها از دوران باستان (ارسطو در قرن سوم پیش از میلاد) شناخته شده‌اند و ویژگی‌های فیزیکی و شیمیایی آب‌های حرارتی آن‌ها تا حدودی تحت تأثیر تغییرات سطح دریا بوده است. [84]
• یکی از منابع بالقوه انرژی زمین گرمایی در هند، چشمه های حرارتی تاتاپانی در مادهیا پرادش است. [85] [86]
• ذخایر غنی از سیلیس یافت شده در نیلی پاترا ، آتشفشانی دهانه در سیرتیس ماژور ، مریخ ، بقایای یک سیستم چشمه آب گرم منقرض شده است. [87]