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 | 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 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 | 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 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 | redigera wikitext]- 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 | redigera wikitext]- ^ 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. 26 november 2013. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013.
- ^ Skip Derra (26 november 2013). ”Researchers find photosynthesis deep within ocean”. Arizona state university. http://www.asu.edu/feature/includes/summer05/readmore/photosyn.html. Läst 30 oktober 2013.