Черные курильщики гипотеза кратко
Обновлено: 06.07.2024
Черные курильщики (черные курильщики) — гидротермальные источники в рифтовых зонах мирового океана, вода которых насыщена соединениями металлов и серы, в результате чего имеет черный цвет. Вокруг таких источников образуется уникальная экосистема.
История исследования
Строение и функционирование черных курильщиков
Все черные курильщики находятся в рифтовых зонах океанов, которые представляют собой глубокие ущелья, расположенные вдоль оси срединно-океанических хребтов. Эти хребты образовались на границе литосферных плит вследствие их различия. Деятельность гидротермальных источников обуславливается тем, что нагретая до 1200 ° С лава поднимается к поверхности и вступает в контакт с морской водой, нагревая ее до 500-800 ° С. Вода просачивается в океанической коры через трещины на глубину до нескольких километров. Горячая вода вымывает из базальта океанической коры минеральные вещества, расширяется и начинает двигаться к поверхности, в сторону меньшего давления. На поверхности она вступает в контакт с очень холодной (до 4 ° С) морской водой, в результате чего минеральные вещества (сульфиды Fe, Cu и Zn) начинают выпадать в осадок и формируют характерные конусовидные образования до нескольких сотен метров в диаметре и несколько десятков метров высотой . Непосредственно черные курильщики представляют собой наросты, состоящие в основном из ангидрита (сульфата кальция) в виде наростов, они расположены в верхней части такого образования.
Биоценоз черных курильщиков
Типичными животными данной экосистемы является рифтии — организмы, относящиеся к погонофор. Первого представителя Riftia pachyptila было описано в 1981 году, пока известно 15 видов этих животных. Они имеют длину до 2,5 м и 5-7 см в диаметре, тело находится в трубке, которая состоит из белка и хитина, одной стороной она прикреплена к субстрату, на второй есть отверстие, из которого выходят щупальца животного. Ученых очень заинтересовали эти организмы, поскольку последние имеют необычный для животных способ питания. Они не имеют рта и ануса, но содержат специальный орган — трофосому, в которой живут автотрофные архебактерии. Рифтии обеспечивают их кислородом, углекислым газом и сероводородом, которые транспортируются кровеносной системой животных, предоставляют им защиту от поедания, а бактерии, окисляя соединения серы и синтезируя органические вещества, питающие хозяина.
Кроме Рифт, в симбиозе с бактериями живут двустворчатые моллюски калиптоґена гигантская (Calyptogena magnifica) и глубоководника теплолюбивый (Bathymodiolus thermophilus Kenk & Wilson, 1985). Они получают питательные вещества как от бактерий, живущих на их жабрах, так и с внешней среды.
Рифтиямы и помпейского червями питаются хищники, такие как белые крабы (Bythograea thermydron Williams, 1980) и Cyanograea. Некоторые организмы, живущие в этих экосистемах, могут встречаться и за их пределами. К ним относятся некоторые хищники, например рыба из семейства Термарцесив (Thermarces cerberus), осьминог Grimpotheutis, десятиногие слепые раки (Munidopsis Whiteaves, 1874) и др.
Среди фауны черных курильщиков было найдено организмы, которые считались вымершими много миллионов лет назад. Среди них усоногие ракообразные рода Neolepas, брюхоногие моллюск Neomphalus, двустворчатый моллюск Bathypecten. Скорее всего эти организмы не выдержали конкуренции с более молодыми и прогрессивными видами на мелководье и они были вытеснены в неблагоприятные условия глубоководных гидротермальных источников.
Роль черных курильщиков в формировании месторождений полезных ископаемых
Открытие черных курильщиков, выносят большое количество рудного вещества, состоящий из сульфидов железа, меди и цинка, позволила геологам отследить процесс формирования рудных месторождений. Эти процессы происходят в наше время, но подобным образом формировались месторождения колчеданных руд в тех местностях, которые сейчас находятся на суше.
Глубина 2500 метров. Температура воды 2 °C. Над многочисленными коническими холмами, напоминающими фабричные трубы, поднимаются клубы темного дыма. Из расселин вырываются струи горячей воды. Всюду царит необычное оживление. Колонии странных животных усеивают эти холмы.
Как же возникли подобные геологические образования? Часто ли они встречаются? И что за таинственные печи работают в недрах Земли? Как они устроены?
Черные курильщики очень широко распространены. Обычно они расположены большими группами – как гейзеры в Йеллоустонском парке. Высота холмов, нарастающих над этими гейзерами, составляет в среднем от 20 до 25 метров, но известны и холмы высотой около 60 метров. В последние десятилетия ученые обнаружили в разных районах Мирового океана сотни полей, где высятся многочисленные черные курильщики. Но, как предполагается, 99 % их пока еще не открыты.
Чем пристальнее ученые исследуют мир черных курильщиков, тем больше удивительных находок они делают. Похоже, эти причудливые образования играют куда более важную роль в жизни океана и всей нашей планеты, нежели считалось поначалу.
По оценке исследователей, треть всего тепла, получаемого Мировым океаном, дают черные курильщики. Они – естественные обогреватели морских просторов. Во многом от них зависит и химическое равновесие в глубинах морей. Геохимики подсчитали, что за 6—8 миллионов лет вся вода Мирового океана рано или поздно будет подвергнута геотермальному обогреву и обогащению ценными минеральными веществами. До сих пор полагали, что морская вода пополняется ими только за счет рек.
Долгое время ученые думали, что в глубинах океана царят холод и мрак. Там могут выжить лишь отдельные, экзотические виды животных. С открытием черных курильщиков наши представления о глубоководном мире разительно изменились. Перед глазами исследователей предстал причудливый калейдоскоп странных существ. Красочные черви самых разных размеров обвивали эти подводные холмы, крохотные рачки ползали по беловатой пыли, которая на самом деле была месивом из миллиардов мельчайших бактерий.
Как выяснилось, основу пищевых цепей здесь составляют многочисленные серобактерии. В отличие от растений им не нужен солнечный свет. Для них источниками энергии являются любые соединения серы или же молекулярная сера.
Большинство обитателей этих экосистем не довольствуется простым поглощением бактерий; они заставляют их работать на себя – практикуют симбиоз. Серобактерии поселяются на раковинах моллюсков и в организмах червей. Здесь они находятся в безопасности, а их хозяева взамен получают сахара и другие энергетические соединения.
Биологи отмечают, что условия, царящие в окрестностях подводных гейзеров, напоминают те условия, что сложились на нашей планете около 4 миллиардов лет назад, когда зародилась жизнь. Может быть, это знаменательное событие произошло именно в окрестностях подводных гейзеров? И древнейшие организмы, появившиеся на Земле, напоминали те самые бактерии и архебактерии, что и сегодня можно встретить в глубине океана – близ черных курильщиков?
В то время Земля казалась планетой, менее всего приспособленной для жизни. Под мрачным небосводом, затянутым пеленой испарений, простирался бескрайний океан. Его глубина достигала 10 километров. Лишь отдельные островки вулканов возвышались над водой, по которой перекатывались громадные волны. Луна тогда была гораздо ближе к Земле, чем теперь, а потому сила ее притяжения порождала особенно высокие приливные волны. На нашу планету с пугающей частотой обрушивались метеориты, а космическое излучение, проникавшее к ее поверхности, было губительно для любых живых организмов, которые могли здесь возникнуть. Единственным уголком на Земле, где сложились нормальные условия для развития жизни, было в то время дно океана.
Так что черные курильщики вполне могли стать инкубаторами жизни. Они хранят еще и много других, не разгаданных пока тайн. Например, геологов удивляет, почему в одних районах срединно-океанических хребтов эти гидротермальные источники есть, в других – их нет. Непонятно и почему химический состав воды, выбрасываемой тем или иным источником, может полностью поменяться в течение нескольких дней.
Свои вопросы накопились и у биологов. Обычно подводные гейзеры сохраняют активность на протяжении двух десятилетий. Потом расселины, из которых изливалась горячая вода, окончательно забиваются минеральными веществами, выпадающими в осадок, и источник стихает. Пока еще ученые не могут уверенно сказать, что происходит с животными, населявшими этот необычный биотоп, – все ли они гибнут, или же кому-то из них удается переселиться к одному из соседних источников, – и как в таком случае они отыскивают к нему путь. Может быть, течение переносит туда отложенные ими яйца? И как только те окажутся в теплой воде, из них проклевываются личинки? А может быть, они и сами перебираются туда?
Данный текст является ознакомительным фрагментом.
Продолжение на ЛитРес
ЧЕРНЫЕ ПСЫ
Пара слов о наболевшем: карьере, личной жизни, детях и простых радостях жизни
Глава 7. УРОВЕНЬ ЖИЗНИ Что нужно сделать для повышения стандартов жизни населения
Глава 7. УРОВЕНЬ ЖИЗНИ Что нужно сделать для повышения стандартов жизни населения 1. Оплата труда и уровень доходов При нормальном ходе реформы увеличение доходов верхних 20% населения было бы примерно таким, каким оно является фактически, и даже большим. Но жизненный
ЧЕРНЫЕ ГРИФЫ
ЧЕРНЫЕ ГРИФЫ ЧЕРНЫЕ ГРИФЫ появились на свет около 1968 года. Их собрал известный музыкант, барабанщик Альберт Елямик, уже несколько лет игравший в группах, которые, как и ГРИФЫ, кочевали по клубам и домам культуры на окраинах города и его окрестностей. Известно о них
ЧЕРНЫЕ ТОЧКИ
ЧЕРНЫЕ ТОЧКИ См. статью КОЖА (ПРОБЛЕМЫ).
КАК УЗНАТЬ, КЕМ ВЫ БЫЛИ В ПРОШЛОЙ ЖИЗНИ (ИНСТРУКЦИЯ)
КАК УЗНАТЬ, КЕМ ВЫ БЫЛИ В ПРОШЛОЙ ЖИЗНИ (ИНСТРУКЦИЯ) Для того, чтобы узнать, кем вы были в прошлой жизни, нужно обратиться к таблице, данной в конце книги. Сначала найдите дату своего рождения, потом год, загляните в соответствующий раздел. Но это еще не все – вам надо
Черные полы
Черные полы Черные полы следует устраивать под покрытие пола, если оно не обладает достаточной прочностью для восприятия расчетных нагрузок.Черные полы устраивают из фанеры; пиломатериалов хвойных пород; цементно-стружечных плит; древесностружечных плит
Какими были последние слова Иисуса Христа в его земной жизни?
Какими были последние слова Иисуса Христа в его земной жизни? Даже в столь важном вопросе евангелисты противоречат друг другу. Марк (автор самого раннего из Евангелий, 15:34) и Матфей (27:46) говорят, что последними словами Иисуса на кресте были: «Боже Мой, Боже Мой! для чего Ты
Уровень жизни. Стоимость жизни
Они располагаются в районе хребтов на стыках земных платформ. За сорок лет их навестили сотни научных экспедиций. У туристов тоже есть возможность увидеть их воочию, правда, стоит это около нескольких десятков тысяч долларов.
Их вода черного цвета из-за того, что в ней содержатся окислы меди, цинка, железа, марганца и никеля. Отверстие, из которого выходит смесь, постепенно обрастает стенками остывших металлов. Разветвленные выросты причудливых форм могут достигать 20, 30, и даже 60 метров. Через какое-то время они падают на дно, а источник продолжает наращивать другие колбы.
Долгое время считалось, что на глубине двух и более километров живые организмы существовать не могут. Температуры воды здесь крайне низкие, доступа к свету нет, отсутствуют водоросли, способные перерабатывать углекислый газ в кислород.
Пожалуй, главными конкурентами для них выступают пористые минералы теплых мелководных водоемов, условия в которых были по-своему не менее удобны для появления первой нехитрой жизни. Основное их преимущество — наличие микропор, которые ограничивали пространство протоклеток от внешней среды и позволили развиваться собственному метаболизму.
Добиться этого получилось у Шона Джордана (Sean Jordan) и его коллег из Университетского колледжа Лондона, статья которых опубликована в журнале Nature Ecology & Evolution. Авторы отмечают, что проблема, по-видимому, была в том, что прежде экспериментаторы ограничивались весьма узким разнообразием жирных кислот — как правило, одного и того же размера. В естественных условиях они куда более разнообразны, и теперь ученые не упустили из виду этот нюанс.
Читайте также: