El agua que fluye de las fuentes
hidrotermales del fondo oceánico consiste sobre todo en agua de
mar conducida dentro del sistema hidrotérmico cerca un volcán a
través de fallas y
de sedimentos porosos o estratos volcánicos, más un
poco de agua magmática lanzada por la ascensión del magma. El agua emerge de
una fuente hidrotermal a temperaturas que se extienden hasta los 400 °C,
comparado con los 2 °C del agua oceánica circundante. La
alta presión a estas profundidades amplía perceptiblemente la
distancia en la cual el agua sigue siendo líquida, evitando así que
esta hierva. El agua a una profundidad de 3.000 m y una temperatura de
407 °C es supercrítica. Sin embargo el aumento en salinidad empuja el
agua a su punto crítico. Algunas fuentes hidrotermales forman chimeneas casi
cilíndricas. Éstos se forman de los minerales que están disueltos en el fluido
que emite. Cuando el agua sobrecalentada entra en contacto con la agua de mar
casi congelada, los minerales se precipitan hacia afuera para formar las
partículas que le agregan altura a las chimeneas. Algunas de estas chimeneas
pueden alcanzar alturas de 60 m.
Las etapas iniciales de una chimenea de la
fuente comienzan con la deposición del mineral anhidrita.
Los sulfuros de cobre, hierro y cinc entonces se precipitan en los
boquetes de la chimenea, haciéndola menos porosa con el tiempo. Se han
registrado crecimientos de fuentes en el orden de los 30 cm al día. Las
chimeneas que emiten unas nubes negras se llaman “fumarolas negras”,
nombrados para la tonalidad oscura de las partículas que emiten. Las fumarolas
negras emiten típicamente partículas con altos niveles de sulfuros metálicos.
Las fuentes que emiten minerales más ligeros también se han descubierto, y
éstos se nombran “fumarolas blancas”. Son típicamente más bajas en temperatura
que fumarolas negros, y al mismo tiempo son deficientes en sulfuro de
hidrógeno, hierro y cobre, mientras que son ricos en cinc.
