Моделирование ранних гидротермальных дымоходов Земли в среде теплового градиента

3D-печать охлаждающего конденсатора позволяет легко модифицировать ранее разработанные экспериментальные методы для контроля температуры. Затем цифровые проекты могут быть легко разделены, изменены и напечатаны любым исследователем, имея доступ к 3D-принтеру. Этот метод может быть использован для моделирования гидротермальных процессов на Земле, но также может быть использован для моделирования гидротермальных событий на спутнике Юпитера Европе или спутнике Сатурна Enceladus.

Разработанный метод уникальным образом сочетает в себе множество компонентов. Визуальная демонстрация позволит студентам и исследователям, заинтересованным в воспроизведении или адаптации этих методов, увидеть, как собирать и эксплуатировать экспериментальный аппарат. Начните с размещения термистора в стабильном положении на боковой скамье как можно ближе к вытяжной вытяжке.

Вставьте USB-сторону кабеля адаптера RS-232 в USB-порт компьютера и подключите шнур к разъему питания. Включите питание термистора и программного обеспечения термистора на компьютере. Проверьте ленточные кабели и убедитесь, что они правильно подключены к контактам на контактах кабеля RS-232.

После подключения убедитесь, что выходные данные на 100% считываются красными полосами. Когда термистор мигает, частые интервальные измерения изменяют интервальное время до 60 секунд. В поле параметров контроллера внизу удалите одну секунду и измените значение на 60 секунд.

Затем нажмите кнопку OK. Нажмите на овальную кнопку рядом с логотипом компании с надписью auto-scale. Обратите внимание на желтую линию, показывав показываемую температуру.

Внутри области участка щелкните правой кнопкой мыши, чтобы настроить график по своему вкусу, например масштабирование и оси X и Y. Щелкните правой кнопкой мыши на области графика и нажмите на экспорт в Excel перед началом нового чтения. Сохраните данные о температуре и времени в электронной таблице, которая была автоматически создана программой.

Поместите металлический термомисторный зонд в стеклянный океанский сосуд внутри конденсатора. Убедитесь, что зонд установлен сбоку от стекла, затем накройте стекло парапленкой. Наполните ведро среднего размера водой до половины, поместите ведро в пластиковую кастрюлю и добавьте лед в воду до почти полного заполнения.

Поместите два пластиковых отсечных шланга на оба конца водяного насоса. Обратите внимание, что вертикальное отверстие насоса - это место, где будет налита вода, чтобы начать грунтовку, а горизонтальное отверстие - это место, где выбрасывается вода. Подключите насос к розетке, но оставьте электрические разъемы открытыми.

Подключите горизонтальный пластиковый шланг к более высокому порту конденсатора, обращенное вправо, и убедитесь, что шланг достаточно длинный, чтобы добраться до ведра со льдом. Подключите еще один отсечковый пластиковый шланг к левому порту конденсатора. Поместите этот шланг над ведром ледяной воды, в которое вода будет выбрасываться из конденсатора.

Налейте холодную воду через шланг, соединенный с вертикальным отверстием насоса. Когда насос наполняется водой, доходящей до порта конденсатора, погрузите шланг в ледяную водяную баню и сразу же подключите электрические разъемы. Загрунтуйте насос, чтобы начать течь воду через конденсатор, наполните ведро льдом и поместите термометр в ведро, чтобы проверить температуру.

Продолжайте добавлять больше льда, чтобы поддерживать воду при холодной температуре и вычерпывать часть более теплой воды. Оберните прокладку вокруг сульфидного шприца и плотно прикрутите два металлических зажима вокруг прокладки. Налейте один или два океанских раствора в сборные дымоходы.

Налейте один океанский раствор в стеклянный флакон с конденсатором, а другой в сосуд комнатной температуры без конденсатора, следя за тем, чтобы не перемещать температурный зонд. Запустите инъекцию и начните запись температуры океана на термисторе. Как только вода циркулирует через конденсатор, термостоловый температурный зонд начнет отображать падение температуры в океане.

Как только гидротермальный имитатор жидкости достиг океанского флакона, начала формироваться структура минерального осадка, которая становилась все толще и выше в течение всей инъекции. Более концентрированные растворы сульфида позволяли выдериивая более высокие и прочные минеральные осадки. В некоторых случаях не образовывалась структура, только жидкий сульфидный минеральный суп, который в конечном итоге осеал в виде осадка.

В экспериментах с тепловым градиентом дымоходов с сульфидом железа твердые дымоходные конструкции обычно не сливалися так же хорошо, как при комнатной температуре. Дымоходы в температурном градиенте были струнными и непрочными по своей природе. В то время как результаты нетеплового градиента имели более полупостоянные структуры.

То же самое было верно, когда гидротермальная жидкость нагревалась. Дымоход из твердого сульфида железа смог образоваться между гидротермальным раствором комнатной температуры и имитатором холодного океана при более высоких концентрациях сульфидов и железа. Также было проверено влияние теплового градиента на рост дымоходов гидроксида железа.

В то время как эксперимент с гидроксидом железа при комнатной температуре произвел прочный осадок дымохода, эксперимент с тепловым градиентом привел к меньшему количеству материала дымохода, который не слился вертикально. Следуя этой процедуре, можно исследовать широкий спектр химических и температурных градиентов, чтобы лучше понять роль температурных градиентов в этих динамических химических системах.