Неглубокие гидротермальные источники (глубина воды менее 200 м) представляют собой геологические особенности в активных вулканических районах, высвобождающие горячие жидкости в вышележащую морскую воду.
Эти жидкости нагружены растворенными тяжелыми металлами и во многих случаях значительными количествами CO2 и SO2 газов.
Мелководные отверстия имеют большое значение для прослеживания потоков металлов и элементов в неритовые и шельфовые водные массы для биогеохимических циклов в океане.
Отверстия, в целом, дают представление о геохимическом балансе масс и химии океана, служащие источником и поглотителем элементов, и считаются первыми местами, где синтезировались сложные органические соединения, способствующие появлению ранних форм жизни на Земле.
Состав флюидов определяется тепловыми геохимическими реакциями между морской водой и подземными породами, процессами фазового разделения и реконденсации, прямым высвобождением из кристаллизующейся магмы, а при наличии близких к материку стоков подземных вод и стремительного движения воды.
Все пространство, окружающие зону сброса газов - подводное/морское дно, морская вода и близлежащие пелагические и бентические экосистемы - находятся под сильным влиянием состава и активности флюидов сбросов.
Неглубокие гидротермальные жерла использовались для экологических исследований во всем мире для изучения вопросов, связанных с другими природными процессами и антропогенными изменениями прибрежных и глубоководных экосистем, такими как подкисление океана (ПО), токсичность промышленных сбросов, а также добыча полезных ископаемых на морском дне.
Они имеют большое значение для научных исследований, поскольку характеризуются высокой концентрацией токсичных металлов и охватывают сложные условия, например, будущие высокие уровни CO2 и температуры на Земле. По прогнозам, обе переменные будут возрастать, что приведет к пагубным последствиям для морских организмов и экосистем.
Поэтому мелководные отверстия представляют собой уникальную среду для изучения экологической, а также биологической адаптации бентических организмов к экстремальной геохимической среде, которая может отражать условия глобальных изменений. Поскольку они расположены вдоль активных полей тектонической плиты, они часто подвергаются воздействию экстремальных геологических явлений, таких как землетрясения с оползнями и цунами или подводные извержения вулканов.
Оползни, вызванные тайфунами, усугубляют ситуацию в тропических районах.
По сравнению с глубоководными гидротермальными жерлами мелководные источники облегчают проведение исследований временных рядов, поскольку регулярный отбор проб является более простым и экономичным делом.
Тем не менее, насколько известно, до настоящего времени на мелководных участках не проводилось исследований биогеохимических временных рядов, нацеленных на изменения с течением времени путем объединения различных дисциплин, а именно химической океанографии, геохимии, экологии, аэрокосмической съемки с помощью беспилотников и технического дайвинга.
Источником тепла для текущих гидротермальных процессов является небольшая мелководная магматическая камера и/или ряд дамб и очаги расплава под вулканом, которые медленно затвердевают и охлаждаются, если только система не нагревается свежим расплавом, что в конечном итоге приводит к извержению вулкана с возобновлением дегазации и гидротермической активности.
Следовательно, можно ожидать, что после извержения поток тепла и выделение магматических газов со временем будут медленно уменьшаться.
Кроме того, кристаллизация гидротермальных минералов в зоне восходящего потока гидротермальной системы может привести к засорению путей движения жидкости (водопроводной системы) и постепенному снижению расхода жидкости.
Тектоническая активность, вызывающая разломы и землетрясения, может также оказывать непосредственное воздействие на водопроводную систему, изменяя или блокируя пути движения жидкости.