Белый курильщик - форма глубоководного гидротермального источника.
Жизнь на Земле стала возможной благодаря воде на поверхности нашей планеты. Даже в почти замерзающем глубоком море организмы могут процветать.
Но есть ли гидротермальные источники, где зародилась жизнь? Ответ на этот вопрос вы найдёте в этой статье.
Что такое гидротермальный источник?
Гидротермальные жёрла представляют собой естественно образующиеся структуры, встречающиеся в океане. Обычно они возникают на границах расходящихся плит, где тектонические плиты раздвигаются. Вентиляционные отверстия выбрасывают жидкость, нагретую до экстремальных температур при просачивании через земную кору из океана.
Они подобны горячим источникам на морском дне. По мере раздвигания тектонических плит океанической коры кора растягивается, местами разрывается, образуя в ней трещины. Затем морская вода просачивается в эти трещины, глубоко в земную кору, где она вступает в тесный контакт с ниже лежащей мантией и нагревается.
- Эти белые дымоходы имеют высоту около 50 см и выделяют жидкость с температурой около 103°C.
Когда нагретая морская вода движется через земную кору, она захватывает растворённые газы и минералы. Высокая температура жидкости делает её плавучей, и перегретая вода в конечном итоге начинает двигаться обратно на морское дно, откуда выбрасывается через вентиляционное отверстие.
Когда горячая жидкость извергается с морского дна, она начинает смешиваться с более холодной окружающей морской водой. Минералы, растворённые в горячей жидкости, затем начинают выходить из раствора.
Когда минералы выпадают в осадок, они образуют твёрдую структуру на морском дне вокруг выходящей жидкости - вентиляционную трубу.
Обычно существует разница температур, связанная с двумя типами вентиляционных дымоходов. В зависимости от того, насколько горяча жидкость, она может нести разные минералы в растворе, и разные минералы будут осаждаться при разных температурах.
Белые курильщики обычно встречаются при более низких температурах. Светлый внешний вид обусловлен содержащимися в нем минералами, которые могут включать кремнезем и барит. Когда они выпадают в осадок, они кажутся белыми.
Черные курильщики более горячие и выделяют жидкость, содержащую в основном сульфиды железа, из-за чего они выглядят темнее.
Животный мир.
Первоначально жидкости, выбрасываемые гидротермальными источниками, обладают экстремальной температурой, которая может достигать более 400°C. Но, несмотря на обжигающую жару, среда вокруг вентиляционных отверстий пригодна для жизни целого ряда животных.
Хотя эти жидкости горячие, они очень быстро остывают, смешиваясь с морской водой. В вентиляционном отверстии может быть очень жарко, но если немного отойти от него, температура может достигать 20°C или около того, что очень хорошо для многих животных.
- Гигантская мидия - Bathymodiolus elongatus, обитает в гидротермальных источниках на глубине около 2800 метров.
Пищевая цепь в этих океанских оазисах опирается на основной процесс, называемый хемосинтезом, который осуществляется бактериями. Это похоже на фотосинтез, используемый растениями на суше, но вместо того, чтобы использовать световую энергию Солнца, бактерии используют химические вещества, получаемые из вентиляционной жидкости.
- Хемосинтез - это процесс, в котором химическая энергия используется для превращения углекислого газа в сахар, по сути, в пищу - при полном отсутствии солнечного света.
Некоторые виды полностью зависят от термальных участков. Такие животные, как чешуйчатые брюхоногие моллюски и крабы-йети, были зарегистрированы только в гидротермальных источниках. Здесь также можно встретить большие колонии моллюсков и трубчатых червей.
В 1980 году был обнаружен Помпейский червь, живущий по бокам вентиляционных труб. Это одно из самых жаростойких многоклеточных животных на планете, способное выдерживать скачки температуры свыше 80°C.
Большинство животных не могут справиться ни с чем при температуре выше 40°C. Очень близко к горячей жидкости обычно находятся только микроорганизмы. Они могут выжить при температуре до 120°C.
Гидротермальные источники и зарождение жизни.
Изучение гидротермальных источников является сложной задачей, потому, что их местоположения труднодоступны. Впервые они были обнаружены в 1977 году, когда во время экспедиции вокруг Галапагосских островов был обнаружен чёрный курильщик.
Исследование гидротермальных источников требует специального оборудования. Изучение жерл включает в себя использование кораблей с таким оборудованием, как дистанционно управляемые аппараты или пилотируемые подводные аппараты. Они оснащены фонарями, камерами и манипуляторами для сбора образцов. Исследование вентиляционного отверстия может быть довольно дорогим процессом.
Гидротермальные источники - завораживающая среда. Жерла существовали с самого начала истории планеты - и они могли быть там, где впервые зародилась жизнь на Земле.
Гидротермальные источники - это оазисы на дне океана, предлагающие дом для самых разных морских обитателей.
Записи о жизни на Земле уходят далеко в прошлое. Окаменелости многоклеточных животных были обнаружены более 500 миллионов лет назад, в то время как самым древним окаменелостям животных из гидротермальных источников около 440 миллионов лет.
Некоторые из самых ранних свидетельств микробной жизни на Земле происходят из горных пород, которые образовались в среде гидротермальных источников около 4 миллиардов лет назад.
Исследования также показывают, что ранняя жизнь зависела от процессов хемосинтеза, подобных тем, которые наблюдаются сегодня в океане.
- Это делает гидротермальные источники вероятным кандидатом на зарождение жизни на Земле.
