20080811-QZE04015_kobiety.HTMKurioza naukowe / Scientific curiosities ISSN 1176-7545; rok IX; No 1987

Zestawienie tematyczne prowadzone na bieżąco

Jedno zdumienie dziennie...

Co to za zwierzę?
(kominy hydrotermalne 1)

Wyobraźmy sobie, że pada następujące pytanie: Co to za zwierzę: dochodzi do 2,5 metra wysokości, ma jedną nogę ale nie zmienia miejsca pobytu, nie ma otworu gębowego, odbytu ani przewodu pokarmowego, żyje w strasznie trującej, bardzo kwaśnej wodzie w temperaturze ponad 100 ^oC i ciśnieniu kilkuset atmosfer, na dodatek w absolutnej ciemności?
Jeszcze kilka lat temu wzruszylibyśmy ramionami uważając to za głupi żart. 
A jednak zwierzę takie istnieje i ma się zupełnie dobrze. Jest to Riftia pachyptila , wieloszczet należący do rzędu Sabellidae z rodziny Siboglinidae (nie tak odległy krewniak naszej dżdżownicy). 
Musi mu tam być dobrze, bo potrafi zwiększać swoje wymiary nawet o dwa metry rocznie. Rzecz dzieje się w najbardziej egzotycznym środowisku, o jakim do niedawna nikt nie miał pojęcia. Chodzi o kominy hydrotermalne zaobserwowane dopiero w roku 1977, ale właściwe badania mogły rozpocząć się zaledwie kilka lat temu, kiedy biologom udostępniono głębokowodny sprzęt nautyczny. Kominy hydrotermalne występują na dnie oceanów w rejonach o wysokiej aktywności wulkanicznej. Najwięcej jest ich w dnie Oceanu Spokojnego, pełnego przybrzeżnych i podwodnych wulkanów, co widać na poniższej mapie (czerwone punkty). 

Rozumiemy też podstawy działania kominów. Zimna woda oceaniczna penetruje szczelinami do gorących warstw skalnych kontaktujących z magmą. Tu, pod wysokim ciśnieniem podgrzewa się do temperatury krytycznej i wydobywa z dużym impetem dostępnymi szczelinami. W układzie tworzy się ciąg jak w kominie pieca domowego. Po drodze woda wymywa mnóstwo składników skał, jej rozpuszczalność jest bardzo wysoka. Po wydobyciu się z komina napotyka na olbrzymi gradient termiczny - od np 403 ^oC do 2 ^oC, temperatury wody oceanicznej. W tych warunkach rozpuszczone sole wytrącają się tworząc niezwykłe konstrukcje skalne dookoła ujścia komina dochodzące do wysokości kilkudziesięciu metrów (jak na il. 1). W zależności od składu chemicznego precypitujących soli mówimy o białych i czarnych kominach. Jeśli jest to bezpostaciowy krzem, sole cynku lub baru - powstaje biały komin, siarczki innych metali tworzą czarne kominy. 
Procesy te przedstawia załączony schemat. Gorąca woda zawiera duże stężenie siarkowodoru. Energia chemiczna H₂S w procesie utleniania dostarcza bardzo wiele energii organizmom chemotroficznym. Wszystko odbywa się w absolutnej ciemności, fotosynteza jest więc wykluczona. Żółto wybarwione są etapy chemiczne i biologiczne tego procesu. Chemotroficzne bakterie siarkowe wyłapują energię uruchamiając w ten sposób syntezę związków organicznych czerpiąc rozpuszczony węgiel z dwutlenku zawartego w wodzie. Tak powstaje pula związków organicznych stanowiąca podstawę niezwykłego łańcucha pokarmowego. Żółtym kolorem oznaczono na schemacie biologiczne procesy wykorzystujące specyficzne warunki istniejące dookoła kominów hydrotermalnych. Przyjrzyjmy się tym sprawom dokładniej. 

[QZE02::013];[QEP50::303]a;[QEP15::146];[RIR96::038]p94-7;[QEP57::105];[QEP57::106]
No: 1987; w sieci: 12.8.2008