Hidrotermalni otvori na dnu okeana zanimljivi su i sa stanovišta rudarstva i za fundamentalnu nauku – moguće je da je život na Zemlji nastao upravo ovde. Morski biolozi proučavali su padine podvodnog vulkana Piip na jugozapadu Beringovog mora i došli do mnogih otkrića.
Podvodni "pušači"
Godine 1976. američka posada podmornice Alvin sa ljudskom posadom na ostrvima Galapagos na dubini od oko 2000 metara skrenula je pažnju na neobične konusne strukture iz kojih su udarali mlazovi blatnjave, gotovo crne vode. I bilo je veoma toplo – 400 stepeni Celzijusa.
Onda se ispostavilo da na dnu okeana ima dosta "crnih pušača", kako su ih nazvali naučnici. Obično su povezani sa srednjookeanskim grebenima ili zonama subdukcije na marginama kontinenata - dubokim rasedima koji razdvajaju litosferske ploče. Morska voda, prodirući kroz njih u plašt, zagreva se i obogaćuje metalima. Kada se pregrejana mešavina gasa i tečnosti - hidrotermalni fluid - podiže pod pritiskom duž pukotina, iz nje se talože minerali.
Prvi ispadaju sulfidi gvožđa, bakra i nikla - njihova fina suspenzija i hidrotermalne mlazeve boje u crno. Nakon hlađenja na 200-300 stepeni kristališu se sulfidi cinka i mangana - od njih se sastoje laki delovi konusnih zgrada "pušača".
Crni pušač“ na morskom dnu
Oaze života
Život na Zemlji bi se mogao pojaviti upravo u takvim izvorima. Ima puno energije i korisnih supstanci. Vrući rastvori koji dolaze iz dubine obogaćeni su CH 4 , NH 3 , H 2 i raznim metalima, a glina na dnu je idealna za katalitičke reakcije.
Pristalice hidrotermalne hipoteze o poreklu života veruju da su takvi uslovi sasvim pogodni za sintezu složenih organskih jedinjenja, što je na kraju dovelo do pojave živih organizama.
Biodiverzitet u blizini hidrotermalnih izvora je nekoliko redova veličine veći nego u okolnom morskom dnu. Međutim, ekosistem „pušača” se razlikuje od većine kopnenih prirodnih zajednica, u kojima se primarna organska materija formira fotosintezom.
Osnova dubokomorskih sistema su bakterije koje mogu bez sunčeve svetlosti. Oni hemosintezom pretvaraju neorgansku materiju u organsku, a izvorni materijal su jedinjenja sumpora koja se nalaze u geotermalnim vodama, pre svega vodonik sulfid. Kolonije hemosintetičkih bakterija stvaraju guste bakterijske prostirke oko izvora, hranljivi supstrat za veće organizme.
Geografska rasprostranjenost podvodnih hidroterma
Ko živi na vulkanu Piipa
Biozajednice hidrotermalnih sistema su veoma slabo proučavane, jer se „pušači” po pravilu nalaze na velikim dubinama. Izuzetak su podvodni vulkani.
Ruski biolozi već nekoliko godina proučavaju bentosku faunu hidrotermalnih zajednica podvodnog vulkana Piip u Beringovom moru, najzapadnijeg aktivnog vulkana na Aleutskom ostrvskom luku. Od Kamčatke - 335 kilometara. Ime je dobio po vulkanologu Borisu Piipu.
Prvi put je ispitan 1990. godine, tokom 22. putovanja istraživačkog broda „Akademik Mstislav Keldiš” sa dubokomorskim podmornicama „Mir-1” i „Mir-2”. Tokom ronjenja, naučnici su videli na vrhovima vulkana, gde izlaze hidrotermalni rastvori, velike bakterijske prostirke
. Ali to nisu bili „crni“ već „beli“ pušači, bez sulfida, sa jedinjenjima kalcijuma i barijuma. Laki karbonati i anhidriti formirali su male, do jedan i po metar, kupole.
Struktura u obliku konusa sa vrelim hidrotermalnim rastvorima koji izviru iz nje na severnom vrhu vulkana Piip, dubine od 382 metra
Tokom 2016. i 2018. godine istraživanje je nastavljeno kod akademika M.A. Lavrentijeva. Ove ekspedicije je organizovao Nacionalni istraživački centar za biologiju mora A. V. Žirmunskog, Dalekoistočni ogranak Ruske akademije nauka, uz finansijsku podršku Ministarstva prosvete i nauke Rusije. Naučnici sa Instituta za okeanologiju P. P. Širšova RAN, Dalekoistočnog federalnog univerziteta, Sankt Peterburgskog državnog univerziteta, Kamčatskog ogranka Instituta za geografiju Dalekoistočnog ogranka Ruske akademije nauka i Paleontološkog instituta A. A. Borisjaka Rusije U radu je učestvovala i Akademija nauka.
Ko živi na vulkanu Piipa
Biozajednice hidrotermalnih sistema su veoma slabo proučavane, jer se „pušači” po pravilu nalaze na velikim dubinama. Izuzetak su podvodni vulkani.
Ruski biolozi već nekoliko godina proučavaju bentosku faunu hidrotermalnih zajednica podvodnog vulkana Piip u Beringovom moru, najzapadnijeg aktivnog vulkana na Aleutskom ostrvskom luku. Od Kamčatke - 335 kilometara. Ime je dobio po vulkanologu Borisu Piipu.
Prvi put je ispitan 1990. godine, tokom 22. putovanja istraživačkog broda „Akademik Mstislav Keldiš” sa dubokomorskim podmornicama „Mir-1” i „Mir-2”. Tokom ronjenja, naučnici su videli na vrhovima vulkana, gde izlaze hidrotermalni rastvori, velike bakterijske prostirke
. Ali to nisu bili „crni“ već „beli“ pušači, bez sulfida, sa jedinjenjima kalcijuma i barijuma. Laki karbonati i anhidriti formirali su male, do jedan i po metar, kupole.
Tokom 2016. i 2018. godine istraživanje je nastavljeno kod akademika M.A. Lavrentijeva. Ove ekspedicije je organizovao Nacionalni istraživački centar za biologiju mora A. V. Žirmunskog, Dalekoistočni ogranak Ruske akademije nauka, uz finansijsku podršku Ministarstva prosvete i nauke Rusije. Naučnici sa Instituta za okeanologiju P. P. Širšova RAN, Dalekoistočnog federalnog univerziteta, Sankt Peterburgskog državnog univerziteta, Kamčatskog ogranka Instituta za geografiju Dalekoistočnog ogranka Ruske akademije nauka i Paleontološkog instituta A. A. Borisjaka Rusije U radu je učestvovala i Akademija nauka.
R/V "Akademik M.A. Lavrentijev"
Vulkan Piip je jedinstven. Ovo je najsevernija zona hidrotermalne aktivnosti u Tihom okeanu, jedini aktivni podvodni vulkan u ruskim teritorijalnim vodama (prema geološkim podacima, poslednji put je eruptirao pre oko sedam hiljada godina). Najzad, njeni vrhovi su plitki - 368 i 464 metra od površine.
Batimetrijski dijagram podvodnog vulkana Piip
Proučavanje hidrotermalnih zajednica je komplikovano činjenicom da je to moguće samo uz pomoć dubokomorskih vozila“, kaže Elena Ribakova, viši istraživač Instituta za okeanologiju P.P. Širšova Ruske akademije nauka, kandidat bioloških nauka. , u ovom slučaju nisu pogodni zbog složene topografije dna i izuzetno mozaične distribucije faune.“
Naučnici su koristili britanski Comanche 18 ROV, koji je napravio 20 zarona, snimio 57 sati video zapisa, napravio više od 1.500 fotografija i uzeo više od 30 uzoraka.
Nenaseljeno podvodno vozilo na daljinsko upravljanje (TNPA) "Comanche-18"
Sedeli smo za ekranima i posmatrali dno, birajući najzanimljivija mesta gde treba da uzmete uzorak zemlje ili neku vrstu organizma i davali komandu operaterima“, kaže biolog. „Potom su uzorci uzeti u brod i distribuirali institutima: jedan za opštu analizu, drugi - za genetiku, molekularne, anatomske studije, a treći - za analizu izotopa da bi razumeli šta životinje jedu."
Laboratorija za upravljanje radom ROV „Komanče-18“ na brodu
U članku istraživači opisuju 130 vrsta makro- i megafaune vulkana Piip. Otprilike jedna četvrtina je ranije nepoznata. Karakteristično je da u bentoskoj zajednici lokalnog hidrotermalnog sistema dominiraju životinje koje žive isključivo u redukcionom okruženju: školjke Caliptogena pacifica, puževi Parvaplustrum vareni i Provanna annae, razni rakovi, anelidi. Još jedna karakteristika: brojna naselja vezanih organizama sličnih koralima - zoantarijuma, koralimorfarija, alcionarija i morskih anemona, kao i sunđera u zoni bakterijskih prostirki.
Proučavanje životinjskog sveta vulkana Piip daleko je od kraja.
"Dobili smo samo prve podatke o taksonomskom sastavu i strukturi hidrotermalnih zajednica. Ali i to je značajno povećalo broj vrsta poznatih u Beringovom moru. Dalja sveobuhvatna istraživanja, posebno merenje geohemijskih parametara, pomoći će da se bolje razumeju ovaj veoma neobičan ekosistem“, primećuje Elena Ribakova, prva autorka članka.
Vulkan Piip je jedinstven. Ovo je najsevernija zona hidrotermalne aktivnosti u Tihom okeanu, jedini aktivni podvodni vulkan u ruskim teritorijalnim vodama (prema geološkim podacima, poslednji put je eruptirao pre oko sedam hiljada godina). Najzad, njeni vrhovi su plitki - 368 i 464 metra od površine.
Proučavanje hidrotermalnih zajednica je komplikovano činjenicom da je to moguće samo uz pomoć dubokomorskih vozila“, kaže Elena Ribakova, viši istraživač Instituta za okeanologiju P.P. Širšova Ruske akademije nauka, kandidat bioloških nauka. , u ovom slučaju nisu pogodni zbog složene topografije dna i izuzetno mozaične distribucije faune.“
Naučnici su koristili britanski Comanche 18 ROV, koji je napravio 20 zarona, snimio 57 sati video zapisa, napravio više od 1.500 fotografija i uzeo više od 30 uzoraka.
Nenaseljeno podvodno vozilo na daljinsko upravljanje (TNPA) "Comanche-18"
Sedeli smo za ekranima i posmatrali dno, birajući najzanimljivija mesta gde treba da uzmete uzorak zemlje ili neku vrstu organizma i davali komandu operaterima“, kaže biolog. „Potom su uzorci uzeti u brod i distribuirali institutima: jedan za opštu analizu, drugi - za genetiku, molekularne, anatomske studije, a treći - za analizu izotopa da bi razumeli šta životinje jedu."
Laboratorija za upravljanje radom ROV „Komanče-18“ na brodu
U članku istraživači opisuju 130 vrsta makro- i megafaune vulkana Piip. Otprilike jedna četvrtina je ranije nepoznata. Karakteristično je da u bentoskoj zajednici lokalnog hidrotermalnog sistema dominiraju životinje koje žive isključivo u redukcionom okruženju: školjke Caliptogena pacifica, puževi Parvaplustrum vareni i Provanna annae, razni rakovi, anelidi. Još jedna karakteristika: brojna naselja vezanih organizama sličnih koralima - zoantarijuma, koralimorfarija, alcionarija i morskih anemona, kao i sunđera u zoni bakterijskih prostirki.
Proučavanje životinjskog sveta vulkana Piip daleko je od kraja.
"Dobili smo samo prve podatke o taksonomskom sastavu i strukturi hidrotermalnih zajednica. Ali i to je značajno povećalo broj vrsta poznatih u Beringovom moru. Dalja sveobuhvatna istraživanja, posebno merenje geohemijskih parametara, pomoći će da se bolje razumeju ovaj veoma neobičan ekosistem“, primećuje Elena Ribakova, prva autorka članka.
Školjkasti mekušci Caliptogena pacifica na južnom vrhu vulkana Piip
okeanske rude
Područja hidrotermalnih izvora na šelfu i kontinentalnoj padini su perspektivna sa stanovišta rudarstva. Više od 550 aktivnih hidrotermalnih polja otkriveno je na dnu okeana, prema InterRidge globalnoj bazi podataka. Na mnogima od njih, usled taloženja sulfida, nastaje polimetalna ruda.
Pored toga, na padinama i vrhovima podmorskih planina često se formiraju kobalt-manganske kore - neprekidni pokrivači hidroksida gvožđa i mangana sa industrijskim rezervama kobalta, nikla, mangana, bakra i retkozemnih elemenata.
Izgledi za razvoj ovih vrednih mineralnih resursa se proučavaju u različitim zemljama, s obzirom na tehničko-tehnološke aspekte vađenja i obogaćivanja podvodnih ruda. Neophodno je proceniti koliku ozbiljnu štetu takve aktivnosti mogu naneti okolnim ekosistemima. Ovo zahteva detaljno poznavanje sastava i unutrašnjih odnosa morskih biozajednica, zbog čega naučnici predlažu da se u oblasti vulkana Piip organizuje posebno zaštićeno prirodno područje (SPNA).
Područja hidrotermalnih izvora na šelfu i kontinentalnoj padini su perspektivna sa stanovišta rudarstva. Više od 550 aktivnih hidrotermalnih polja otkriveno je na dnu okeana, prema InterRidge globalnoj bazi podataka. Na mnogima od njih, usled taloženja sulfida, nastaje polimetalna ruda.
Pored toga, na padinama i vrhovima podmorskih planina često se formiraju kobalt-manganske kore - neprekidni pokrivači hidroksida gvožđa i mangana sa industrijskim rezervama kobalta, nikla, mangana, bakra i retkozemnih elemenata.
Izgledi za razvoj ovih vrednih mineralnih resursa se proučavaju u različitim zemljama, s obzirom na tehničko-tehnološke aspekte vađenja i obogaćivanja podvodnih ruda. Neophodno je proceniti koliku ozbiljnu štetu takve aktivnosti mogu naneti okolnim ekosistemima. Ovo zahteva detaljno poznavanje sastava i unutrašnjih odnosa morskih biozajednica, zbog čega naučnici predlažu da se u oblasti vulkana Piip organizuje posebno zaštićeno prirodno područje (SPNA).
Uzimanje uzorka geološke stene prekrivene belom bakterijskom prostirkom hidrauličkim manipulatorom ROV „Komanče-18“ u zoni hidrotermalnih otvora na vulkanu Piipa
Нема коментара:
Постави коментар