热梯度环境中早期地球热液烟囱的模拟

3D 打印冷却冷凝器可轻松修改以前开发的温度控制实验方法。然后，任何能够访问 3D 打印机的研究人员都可以轻松共享、修改和打印数字设计。这种方法可用于模拟地球上的热液过程，但也可用于模拟木星卫星欧罗巴或土星卫星恩塞拉杜斯的热液事件。

我们开发的方法以独特的方式结合了各种组件。视觉演示将允许有兴趣复制或调整这些方法的学生和研究人员看到如何组装和操作实验装置。首先，将热病器放在尽可能靠近烟气罩的侧板凳上。

将 RS-232 适配器电缆的 USB 侧插入计算机 USB 端口，并将电源插座插入电源插座。打开计算机上的热病器和热病软件的电源。检查带状电缆，并确保它们正确连接到 RS-232 电缆销上的引脚。

连接后，确保输出在红条中读取 100%。当热病器频繁闪烁时，间隔测量将间隔时间更改为 60 秒。在指向底部的控制器选项框中，删除一秒钟并更改为 60 秒。

然后单击"确定"按钮。单击标有自动刻度的公司徽标旁边的椭圆形按钮。注意显示温度读出的黄线。

在绘图区域内，请右键单击以根据您的喜好调整情节，如缩放和 X 和 Y 轴。右键单击绘图区域，并在新读取开始之前单击导出到 Excel。保存程序自动创建的电子表格中的温度和时间数据。

将金属热力探测器放入冷凝器内的玻璃海洋容器中。确保探头设置在玻璃的一侧，然后用准胶片覆盖玻璃。将中型桶装满水至一半，将水桶放入塑料锅中，在水中加冰，直到几乎装满。

将两个塑料切断软管放在水泵的两端。请注意，垂直泵开口是水将倒入以开始启动的位置，水平开口是喷出水的位置。将泵插入电源插座，但让电源连接器打开。

将水平塑料软管连接到面向右侧的较高冷凝器端口，并确保软管足够长，可以到达冰桶。将另一个切断塑料软管连接到左冷凝器端口。将此软管放在冰水桶上，将水从冷凝器中喷出。

将冷水倒入连接到泵垂直开口的软管中。当泵充满水时，一直到达冷凝器端口，将软管浸入冰水浴中，并立即连接电气连接器。让泵开始流水穿过冷凝器，给水桶加满冰，并在桶中放置温度计以检查温度。

继续添加更多的冰，以保持水在寒冷的温度，并挖出一些温暖的水。将垫子包裹在硫化物注射器周围，并牢牢地拧在垫子周围的两个金属夹子上。将一两个海洋溶液倒入预制烟囱容器中。

用冷凝器将一个海洋溶液倒入玻璃瓶中，另一个倒入没有冷凝器的室温容器中，确保温度探针不移动。开始注射，并开始记录热病器上的海洋温度。一旦水通过冷凝器循环，热温度探针将开始显示海洋内温度的下降。

一旦热液模拟剂到达海洋小瓶，矿物沉淀结构开始形成，在注射期间越来越厚，越来越高。硫化物的更浓缩溶液允许更高和更坚固的矿物沉淀。在某些情况下，没有结构形成只有液体硫化物矿物汤，最终将定居为沉积物。

在热梯度烟囱实验中，硫化铁固体烟囱结构通常不像室温时那样凝聚。温度梯度的烟囱在性质上是串状的和脆弱的。而非热梯度结果具有更多的半永久性结构。

热液加热时也是如此。固体硫化铁烟囱能够在室温热液溶液和冷海洋模拟物之间形成高硫化物和铁浓度。还测试了热梯度对氢氧化铁烟囱生长的影响。

虽然室温铁氢氧化物实验产生了一个坚固的烟囱沉淀物，但热梯度实验导致烟囱材料数量较少，无法垂直凝聚。在此过程之后，可以探索广泛的化学和温度梯度，以更好地了解温度梯度在这些动态化学系统中的作用。