Vandenyno ABC: Hidroterminės versmės ir gyvybės pradžia
Šios “Žiedų valdovo” Mordorą primenančios vandenyno dugno vietos pilnos neįprastų organizmų. Manoma, kad čia netgi užsimezgė pirmoji mūsų planetos gyvybė. Kaip karštos hidroterminės versmės bei smagiai vadinami juodieji ir baltieji rūkaliai sudaro gyvybei palankias sąlygas?
Hidroterminės versmės - tai plyšiai jūros dugne, iš kurių veržiasi įkaitintas, net 400ºC temperatūrą galintis siekti vanduo. Šios versmės buvo pirmą kartą pastebėtos mokslininkų 1977-aisiais prie Galapagų salų, ir dažniausiai yra aptinkamos vulkaniškai aktyviose vietose, pavyzdžiui tektoninių plokščių pakraščiuose.
Kas vyksta hidroterminėje versmėje?
Pirmiausiai, jūros vanduo patenka į dugno plyšius. Ten jį kaitina išsilydžiusios Žemės gelmių uolienos – magma, kol galiausiai įkaitęs ir mineralų iš žemės plutos prisotintas vanduo išspjaunamas atgal. Nors šis vanduo nepaprastai karštas, kaip bebūtų keista, jis neužverda. Taip yra dėl triuškinančio slėgio vandenyno dugne.
Atlanto vandenyno viduryje aptiktas juodasis rūkalius (nuotr. šaltinis: NOAA)
Juodieji ir baltieji rūkaliai
Hidroterminės versmės dažniausiai formuoja dviejų tipų darinius, vadinamus juodaisiais ir baltaisiais rūkaliais (žinome, skamba smagiai). Iš juodųjų rūkalių veržiasi itin karštas, tamsių dalelių pripildytas vanduo. Šio vandens sudėtyje yra įvairių metalų, sieros junginių, anglies dioksido ir metano dujų. Tuo tarpu baltieji rūkaliai yra ne tokie karšti (~90ºC) ir išmeta bario, kalcio ir silicio pripildytą vandenį, kuris sudaro baltos spalvos versmę.
Išskirtinės gyvybės formos
Nors gali neatrodyti kaip pati palankiausia vieta gyvybei, organizmų skaičius prie šių versmių būna tūkstančius kartų didesnis nei aplinkinėse jūros dugno vietose. Didelė tokių organizmų dalis - ypatingos bakterijos, prisitaikiusios gamintis energiją iš karštame versmės vandenyje esančių cheminių junginių. Šios bakterijos sudaro mitybos grandinės pagrindą tamsiose vandenyno gelmėse. Taigi, hidroterminių versmių ekosistemos labai skiriasi nuo daugumos kitų, kuriose mitybos grandinės pagrindą sudaro augalai arba dumbliai, gaunantys energiją iš saulės šviesos.
Baltieji Eifuku rūkaliai Ramiajame vandenyne (nuotr. šaltinis: NOAA)
Gyvybės Žemėje pradžia?
Mokslininkams šios ekosistemos ypač įdomios dar ir todėl, jog manoma, kad būtent tokiose vietose užsimezgė pirmoji mūsų planetos gyvybė. Paprastai kalbant, gyvybės susikūrimui reikalingas vanduo, tam tikri cheminiai elementai ir energijos šaltinis. Hidroterminės versmės turi visas šias sąlygas, be to - ištyrus šių vietų fosilijas rasta ir kol kas seniausių gyvybės formų pėdsakų.
Viena tokių ypatingų vietų vadinama Prarastojo Miesto Hidroterminiu Lauku (angl. The Lost City Hydrothermal Field) ir buvo atrasta tik 2000-aisiais metais. Ši beveik kilometro gylyje Atlanto vandenyne esanti teritorija pilna balkšvų kalkakmenio bokštų, pasižymi itin didele prie ekstremalių aplinkos sąlygų prisitaikiusių organizmų įvairove. Anot mokslininkų, tai - ideali vieta ieškoti atsakymų į klausimus apie gyvybės Žemėje užuomazgas.
Kalkakmenio dariniai Prarastojo Miesto Hidroterminiame Lauke (nuotr. šaltinis: US National Science Foundation)
Šiandien ir ateityje
Šiandien šalia hidroterminių versmių taip pat gausu tik šioms vietoms būdingų neįprastų vėžiagyvių, moliuskų ir kirmėlių rūšių. Ir nors šias atokias gelmių vietas pasiekti itin sudėtinga, besivystančios technologijos po truputį leidžia apie jas sužinoti vis daugiau. Deja, technologijų tobulėjimas šioms išskirtinėms ekosistemoms kelia ir grėsmę - vis dažniau pasigirsta žinių apie įmones, beistaikančias kasti naudingasias iškasenas iš šių vandenyno dugno oazių. Jas apsaugoti galėtų nebent naujų saugomų jūros dugno teritorijų kūrimas.
Hidroterminių versmių kaminai Pietų vandenyne, apaugę moliuskais ir pilni ropinėjančių vėžiagyvių (nuotr. šaltinis: Alex D. Rogers ir bendraautoriai)
Pasigrožėk įspūdingais hidroterminių versmių vaizdais, nufilmuotais Nautilus ekspedicijų metu:
