Hydrotermal öppning
Hydrotermala öppningar även kallade hydrotermiska öppningar[1] eller hydrotermiska källor[2] är öppningar i havsbottnen där det strömmar ut hett vatten blandat med mineraler och metaller.[3] De kan befinna sig på ett djup av omkring 4 km under vattenytan, dit solens ljus inte når.[4]
De kan hittas på och omkring både Mittatlantiska ryggen och Stillahavsryggen och även i Röda havet, Indiska oceanen, Medelhavet och östra Stilla havet.[5] Samtliga dessa platser är geologiskt aktiva på grund av att tektoniska plattor här glider ifrån eller mot varandra.[5][6]
Vattnet kan ha en temperatur på upp till 400 °C[4] (alltså långt över 100 °C, den temperatur vid vilken vatten kokar och bildar vattenånga vid normalt tryck).[7] Det är magma som finns under havsbottnen som värmt upp vattnet efter att det har trängt ner genom sprickor i jordskorpan.[8] Under hydrotermiska källor finns magmakammaren ungefär 1,5–3 km under havsbottnen,[9] vilket kan jämföras med normala 5–10 km.[10]
Mineralen svavel samt metaller som zink, guld[6], bly[11], järn och koppar finns i det utströmmande vattnet. När detta vatten möter det kallare havsvattnet kan dessa fällas ut och bilda skorstensliknande strukturer kring öppningarna.[6] Dessa "skorstenar" kan få en höjd på upp till 50 meter.[8] De flesta av de högsta skorstenarna finns i Stilla havet på grund av att havsbottnen där dras isär snabbare än i Atlanten, vilket gör att vattnet ur dessa öppningar strömmar snabbare. I Atlanten tar det längre tid för ämnerna att tränga ut, vilket gör dessa skorstenar lägre men vidare än de i Stilla havet.[6]
Det lättaste sättet att hitta de hydrotermala öppningarna är att skicka ner sonder i havet som kan mäta temperatur, och med hjälp av sonderna leta efter de stråk av vatten som blivit uppvärmda av de hydrotermala öppningarna.[4]
Historia redigera
År 1977 upptäcktes de hydrotermala öppningarna i den Mittatlantiska ryggen.[4] Det djuphavsfartyg man använde vid detta tillfälle kallas Alvin.[12]
Olika typer av hydrotermala öppningar redigera
Black smokers redigera
Black smokers[11] även kallade svarta skorstenar[4] är hydrortermala öppningar med skorstensformationer kring öppningarna från vilka vatten svartfärgat av partiklar av järnoxider och järnsulfid.[13] Vattnet har en temperatur på ca 350–400 °C.[14][15] Vattnet som strömmar ut har ett lågt pH och låg redoxpotential jämfört med vanligt havsvatten.[16]
White Smokers redigera
Från White Smokers är de utströmmande hydrotermala lösningarna istället vitfärgade.[17] White smokers befinner sig längre från de oceaniska spridningszonerna än de svarta. Vattnet från White Smokers är 260–300 °C och därmed kallare än det som kommer från Black Smokers.[15]
Alkaliska öppningar redigera
Det finns också öppningar som vid lägre temperatur (80–90 °C) släpper ut alkaliskt vatten där det byggs upp liknande skorstenar av olika karbonater.[18] Dessa öppningar släpper inte ut vatten fyllt av partiklar utan klart vatten.[19] I dessa källorna har till skillnad från i black och white smokers inte direkt kontakt med vulkanisk berggrund.[19] Ett känt fält med sådana öppningar finns i Lost city.[19] Det har spekulerats om att sådana källor kan ha varit där livet uppkom.[18][20][21][22]
Djurliv redigera
Över 95% av djuren som man hittat vid de hydrotermala öppningarna var tidigare okända för forskarna.[23] Faunan utgörs av till exempel ollonmaskar, krabbor, blinda räkor, tånglakefiskar, havsborstmaskar (Alvinella och skäggmaskar), bläckfiskar, havsanemoner och trollhumrar[24][25]
Bakterier redigera
Kemosyntetiserande bakterier redigera
Kring de hydrotermala öppningarna hittar man bakterier som använder kemosyntes. För att överleva och föröka sig använder de sig av den värmeenergi som kommer från jordens inre – den geotermiska energin. Och det är de hydrotermala öppningarna som ger dem tillgång till denna energi.[26] Svavelväte (H2S) som kommer från de hydrotermala källorna är nyckelingrediensen i dessa bakteriers kemosyntes. Svavelvätet bildas när havsvattnet reagerar med sulfat i sten under havsbottnen och är giftig för de flesta levande varelser.[23] Det är först efter att bakterier har bundit den geotermiska energin som den kan användas av andra varelser kring öppningarna.[23]
Fotosyntetiserande bakterier redigera
Hydrotermala öppningar strålar ljus via svartkroppsstrålning som vissa bakterier kan använda. Man har funnit fotosyntetiserande bakterier som utnyttjar fotosyntes genom att utnyttja det svaga ljuset som kommer från hydrotermala öppningar.[27] Dessa bakterier tillhör de gröna svavelbakterierna och är anaeroba.[28] Man hittade dessa bakterier utanför hydrotermala öppningar på ett djup på nästan 2 400 meter utanför Mexikos kust i Stilla havet.[27] Bakterierna lever i det smala området mellan det utströmmande 300-gradiga vattnet och det omgivande 2-gradiga vattnet.[27] Bakterierna som lever där har för närvarande världsrekord i att mest effektivt kunna tillgodogöra sig ljus då det är mycket svagt ljus som strålas från de hydrotermala öppningarna.[29][30] Eftersom solljus endast kan nå ner till ett djup på mellan 100 och 200 meter i havet så måste ljuset bakterierna använder komma från de hydrotermala öppningarna i deras närhet.[27]
Referenser redigera
- Djuphavets vulkaner - http://www.nrm.se/download/18.18fc9baff6275048180004506/1367704913514/Djuphavens+vulkaner.pdf - en internetsida från Naturhistoriska riksmuseet med startsida:http://www.nrm.se läst datum 25 okt 2013
- Liten Geologisk Encyklopedi - utgiven av: Sveriges lantbruksuniversitet, Institutionen för mark och miljö.
- Zabel, Matthias; Schulz Horst D. (2006). ”13 Input from the Deep: Hot Vents and Cold Seeps” (på engelska). Marine geochemistry (2). Springer. ISBN 978-3-540-32143-9
Noter redigera
- ^ http://www.svd.se/naringsliv/branscher/energi-och-ravaror/mineraljakt-ska-kapa-skorstenar-i-havet_7957180.svd - artikelnamn: Mineraljakt ska kapa ”skorstenar” i havet (1 mars 2013 ) - från en internetsida från Svenska dagbladet med huvudsidan:http://www.svd.se
- ^ http://www.alltomvetenskap.se/nyheter/extremofiler-de-tuffaste-livsformer-pa-jorden - artikelnamn: Extremofiler - de tuffaste livsformerna på jorden (16 jun 2009 ) från en internetsida från Allt om Vetenskap med huvudsida: http://www.alltomvetenskap.se
- ^ Zabel, sidan 457
- ^ [a b c d e] Djuphavets vulkaner, sidan 4
- ^ [a b] Zabel, sidan 458
- ^ [a b c d] Djuphavets vulkaner, sidan 7
- ^ Djuphavets vulkaner, sidan 6
- ^ [a b] Djuphavets vulkaner, sidan 22
- ^ Zabel, sidan 461
- ^ Michael Pidwirny (28 mars 2013). ”Structure of the Earth” (på engelska). the Encyclopedia of earth. http://www.eoearth.org/view/article/156285/. Läst 31 oktober 2013.
- ^ [a b] Liten Geologisk Encyklopedi, sidan 13
- ^ Djuphavets vulkaner, sidan 3
- ^ Zabel, sidan 463
- ^ Zabel, sidan 462, "At many black smokers chimneys measurements of vent temperatures in the range 350°-400°C are common."
- ^ [a b] http://www.springerreference.com/docs/html/chapterdbid/325646.html - en internetsida från:Springer, part of Springer Science+Business Media med indexsidan: http://www.springerreference.com/docs/index.html
- ^ Zabel, sidan 459
- ^ http://thesciencedictionary.org/white-smoker/ Arkiverad 29 oktober 2013 hämtat från the Wayback Machine. (läst datum: 26 okt 2013) - en internetsida från Science Dictionary med huvudsidan: http://thesciencedictionary.org Arkiverad 29 oktober 2013 hämtat från the Wayback Machine.
- ^ [a b] Lane, N. (2010). Life Ascending: the 10 great inventions of evolution. Profile Books. ISBN 978-0393338669
- ^ [a b c] David A. Butterfield. ”How do the vents at Lost City relate to other hydrothermal vents in the oceans?”. Ocean Explorer. http://oceanexplorer.noaa.gov/explorations/05lostcity/background/chem/chem.html. Läst 4 november 2013.
- ^ Media Relations Office. ”Lost City pumps life-essential chemicals at rates unseen at typical black smokers”. WHOI. Arkiverad från originalet den 4 mars 2016. https://web.archive.org/web/20160304211100/http://www.whoi.edu/page.do?pid=7545&tid=3622&cid=36806. Läst 4 november 2013.
- ^ Science Magazine, Abiogenic Hydrocarbon Production at Lost City Hydrothermal Field February 2008 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/319/5863/604
- ^ Proceedings of the Royal Society, On the origins of cells: a hypothesis for the evolutionary transitions from abiotic geochemistry to chemoautotrophic prokaryotes, and from prokaryotes to nucleated cells 5 December 2002 http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/358/1429/59.full.pdf
- ^ [a b c] Djuphavets vulkaner, sidan 12
- ^ Jorden - en faktabok för hela familjen/sid:142,143/Michael Allaby/utgiven av: Globe Förlaget /2008 / ISBN 978-91-7166-076-3/ (Originalet: Children's Encyklopedia of Earth / Weldon Owen Inc /2007/ISBN 978-1-74178-683-5)
- ^ Djuphavets vulkaner, sidorna 13 och 14
- ^ Djuphavets vulkaner, sidan 24
- ^ [a b c d] Beatty, J.T.; et al. (2005). ”An obligately photosynthetic bacterial anaerobe from a deep-sea hydrothermal vent”. Proceedings of the National Academy of Sciences 102 (26): sid. 9306–10. doi:. PMID 15967984. Bibcode: 2005PNAS..102.9306B.
- ^ ”Arkiverade kopian”. Arkiverad från originalet den 29 oktober 2013. https://web.archive.org/web/20131029201729/http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/view.php?id=27077. Läst 28 oktober 2013. -artikel med datumet:20juni2005 (läst 28 okt 2013)från en internetsida från NASA men huvudsidan: http://www.nasa.gov fyndet även publicerat i " Proceedings of the National Academy of Sciences" 20 juni under titeln "An obligately photosynthetic bacterial anaerobe from a deep sea hydrothermal vent"
- ^ ”Photosynthesis in the Abyss”. Astrobiology magazine. 13 april 2013. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013.
- ^ Skip Derra (13 april 2013). ”Researchers find photosynthesis deep within ocean”. Arizona state university. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013.