Hydrotermal öppning

Från Wikipedia
Hoppa till: navigering, sök
"Black smokers" i Atlanten
"White Smokers"

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 det 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 sätt man lättast hittar de hydrotermala öppningarna är genom att skicka ner sonder i havet som kan mäta temperatur. Med hjälp av dessa letar man efter de stråk av vatten som blivit uppvärmt av de hydrotermala öppningarna.[4]

Historia[redigera | redigera wikitext]

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 | redigera wikitext]

Black smokers[redigera | redigera wikitext]

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 | redigera wikitext]

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 | redigera wikitext]

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 | redigera wikitext]

Över 95% av djuren som man hittar vid de hydrotermala öppningarna är okända för forskarna.[23] Men bland de sorter man känner igen är till exempel ollonmask, jättemussla, krabba, blind räka, tånglakefiskar, havsborstmaskar (Alvinella och skäggmaskar), bläckfisk, havsanemoner och trollhummer[24][25]

Bakterier[redigera | redigera wikitext]

Kemosyntetiserande bakterier[redigera | redigera wikitext]

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 | redigera wikitext]

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 utsrömmande 350-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 | redigera wikitext]

Noter[redigera | redigera wikitext]

  1. ^ 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
  2. ^ 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
  3. ^ Zabel, sidan 457
  4. ^ [a b c d e] Djuphavets vulkaner, sidan 4
  5. ^ [a b] Zabel, sidan 458
  6. ^ [a b c d] Djuphavets vulkaner, sidan 7
  7. ^ Djuphavets vulkaner, sidan 6
  8. ^ [a b] Djuphavets vulkaner, sidan 22
  9. ^ Zabel, sidan 461
  10. ^ Michael Pidwirny (March 28, 2013). ”Structure of the Earth” (på engelska). the Encyclopedia of earth. http://www.eoearth.org/view/article/156285/. Läst 2013-10-31. 
  11. ^ [a b] Liten Geologisk Encyklopedi, sidan 13
  12. ^ Djuphavets vulkaner, sidan 3
  13. ^ Zabel, sidan 463
  14. ^ Zabel, sidan 462, "At many black smokers chimneys measurements of vent temperatures in the range 350°-400°C are common."
  15. ^ [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
  16. ^ Zabel, sidan 459
  17. ^ http://thesciencedictionary.org/white-smoker/ (läst datum: 26 okt 2013) - en internetsida från Science Dictionary med huvudsidan: http://thesciencedictionary.org
  18. ^ [a b] Lane, N. (2010). Life Ascending: the 10 great inventions of evolution. Profile Books. ISBN 978-0393338669 
  19. ^ [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. 
  20. ^ Media Relations Office. ”Lost City pumps life-essential chemicals at rates unseen at typical black smokers”. WHOI. http://www.whoi.edu/page.do?pid=7545&tid=3622&cid=36806. Läst 4 november 2013. 
  21. ^ Science Magazine, Abiogenic Hydrocarbon Production at Lost City Hydrothermal Field February 2008 http://www.sciencemag.org/cgi/content/short/319/5863/604
  22. ^ 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
  23. ^ [a b c] Djuphavets vulkaner, sidan 12
  24. ^ Jorden - en faktabok för hela familjen/sid:142,143/Michael Allaby/utgiven av: Globe Förlaget /2008 / ISBN 978-91-7166-076-3/ (Orginalet: Children's Encyklopedia of Earth / Weldon Owen Inc /2007/ISBN 978-1-74178-683-5)
  25. ^ Djuphavets vulkaner, sidorna 13 och 14
  26. ^ Djuphavets vulkaner, sidan 24
  27. ^ [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:10.1073/pnas.0503674102. PMID 15967984. Bibcode2005PNAS..102.9306B. 
  28. ^ http://earthobservatory.nasa.gov/Newsroom/view.php?id=27077 -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"
  29. ^ ”Photosynthesis in the Abyss”. Astrobiology magazine. 2013. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013. 
  30. ^ Skip Derra (2013). ”Researchers find photosynthesis deep within ocean”. Arizona state university. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013.