Spring na inhoud

Spring na inhoudsopgawe

Die seebodem—Sy geheime word onthul

Die seebodem—Sy geheime word onthul

 Die seebodem—Sy geheime word onthul

OM DIE betekenis van die dinge te verstaan wat deur die navorsers aan boord van die Alvin gesien is, het ons ’n bietjie insig nodig in die manier waarop die aarde gemaak is. Die grond onder ons voete bestaan vermoedelik uit ’n soliede laag (wat die litosfeer genoem word) wat op ’n massa gesmelte, stadig bewegende rots rus. Blykbaar is hierdie soliede buitenste laag ongeveer 100 kilometer dik en maak dit slegs ongeveer 0,6 persent van die volume van die planeet uit. Die heel buitenste deel daarvan, die kors, is ongelyk, dikker onder die vastelande en op plekke onder die midoseaniese rugstelsel net ses kilometer dik.

Verder bestaan hierdie soliede buitenste laag nie net uit een stuk, soos die dop van ’n heel eier nie. Dit wil voorkom of dit eerder uit ’n aantal groot, onbuigsame plate en talle kleineres bestaan, wat almal tektoniese plate genoem word. Dit vorm die vastelande en seebekkens. Die plate beweeg in verhouding tot mekaar. Waar hulle van mekaar af wegbeweeg, word hulle dunner en vorm hulle die skeure van die midoseaniese rûe. Wêreldwyd beweeg die plate teen gemiddeld drie sentimeter per jaar.

Volgens die plaattektoniekteorie styg warm rots vanuit die mantel, die streek onder die kors, terwyl die plate by die rugstelsel weg van mekaar af beweeg. Die warm materiaal vorm nuwe oseaniese kors al langs die rugsone, maar dit veroorsaak nie dat die plate saamsmelt nie.  Inteendeel, hulle beweeg al hoe verder van mekaar af weg, wat die rugstelsel na ’n enorme wond laat lyk wat nooit genees nie.

Terwyl daar by die midoseaniese rûe nuwe lae by ’n plaat gevoeg word, gly die teenoorgestelde kant van die plaat stadig onder die naburige plaat in en verdwyn dit in die warm, laerliggende mantel. Daar word dit ’n deel van die mantel. Die gebied waar ’n plaat in die mantel afdaal, word ’n subduksiesone genoem. Van die wêreld se diepste trôe kom in subduksiesones voor. Die Mariane-trog naby die kus van Guam in die Stille Oseaan is byvoorbeeld meer as 11 000 meter diep. As Mount Everest, die hoogste berg op land, in hierdie trog geplaas sou word, sou sy spits nog steeds 2 000 meter onder seevlak wees!

’n Oase—Van gifstowwe!

Weens die hoogs onstabiele en vulkaniese aard daarvan is die aardomsluitende midoseaniese rugstelsel vol lawastrome en hidrotermiese openinge. Die openinge spu ’n giftige, superverhitte mengsel van water en opgeloste minerale van binne die aarde uit. Maar verbasend genoeg, hierdie onherbergsame omgewing, waar die druk ook honderde kere groter as by seevlak is, verdryf nie lewe nie, maar lok lewe—en in oorvloed! Die honderde spesies wat daar lewe, sluit in bakterieë, reusagtige gapermossels—omtrent 30 sentimeter lank—en, die vreemdste van hulle almal, groepe buiswurms met karmosynrooi, veeragtige tentakels wat stewig op die seebodem geanker en tot 1,8 meter hoog is.

 Wanneer hierdie diere wat om die hidrotermiese openinge lewe na die oppervlak gebring word, ruik hulle soos vrot eiers! Die slegte reuk kom nie van verrotting nie, maar van waterstofsulfied—’n onwelriekende en uiters giftige chemiese stof wat oorvloedig in hidrotermiese openinge voorkom. Die water by hierdie openinge het ook ’n hoë suurheidsgraad en bevat baie metale, onder meer koper, magnesium, yster en sink. Maar buiswurms en ander lewensvorme oorleef nie net in hierdie omgewing nie—wat al met ’n stortterrein vir giftige afval vergelyk is—hulle floreer daar! Hoe? Kom ons ondersoek die buiswurm van naderby om dit te kan verstaan.

’n Lewende raaisel

Toe bioloë die buiswurm ondersoek het, het hulle gevind dat die dier ’n lewende raaisel is. Hulle het geen mond of spysverteringstelsel nie. Die vraag het ontstaan: Hoe eet hulle en verteer hulle hulle kos? Toe het hulle ’n verbasende ontdekking gemaak: Die wurms het rooi bloed—nie ’n bloedagtige vloeistof nie, maar werklike bloed ryk in hemoglobien—wat deur hulle liggaam en veeragtige tentakels vloei.

Die raaisels het ingewikkelder geword toe bioloë die pap liggaam van die buiswurm oopgemaak het. Sy weefsels bevat ’n bakteriese kultuur wat uit ongeveer 285 miljard bakterieë per 28 gram weefsel bestaan! In 1980 het ’n biologiestudent bespiegel dat die buiswurm deur middel van simbiose lewe—’n reëling waarvolgens twee spesies tot mekaar se voordeel saamleef. Navorsing het haar hipotese bevestig deur te toon dat die buiswurm, as die gasheer, die bakterieë voed, en die bakterieë weer die wurm voed.

Die tentakels van die buiswurm werk soos kieue en versamel die bestanddele, soos suurstof en koolstof, wat die bakterieë nodig het om voedsel te vervaardig. Die tentakels waai nie direk in die vuurwarm water van die hidrotermiese openinge nie—dit sal noodlottig wees—maar na aan waar die ysige seewater en warm water meng. Hierdie voedselvervaardigende proses vereis natuurlik energie. Op die aarde se oppervlak—en in die boonste deel van die oseaan—voorsien sonlig die energie vir voedselproduksie deur plante te laat groei. Maar sonlig kom nie eers na aan die diepseetuiste van die buiswurm nie.

Energie uit die ingewande van die aarde

Die Skepper het op ’n vindingryke manier gereël dat die ingewande van die aarde die nodige energie voorsien deur middel van die hidrotermiese openinge en waterstofsulfied, daardie verbinding met die slegte reuk. Waterstofsulfied, wat as die “sonlig” van die gemeenskappe om die openinge dien, voorsien die energie wat die bakterieë nodig het om voedsel te vervaardig. En die bakterieë is die “plante” van hierdie gemeenskappe, want hulle is reg onderaan die voedselketting. *

Om al die chemiese stowwe te bind wat die bakterieë nodig het, bestaan die buiswurm se bloed uit hemoglobienmolekules wat 30 keer groter as die hemoglobienmolekules in mense is. Die bloed vervoer hierdie chemiese stowwe na die honger bakterieë, en die bakterieë vervaardig weer op hulle beurt voedsel vir die buiswurm.

Lewe om die hidrotermiese openinge—’n Mengelmoes van organismes!

Geen organisme om die hidrotermiese openinge behoort honger te ly nie, want bakterieë bedek feitlik alles—soms is dit etlike sentimeters dik! Selfs in die warm kolkende water bo die openinge versamel bakterieë soms in groot massas en vorm hulle dan as ’t ware ’n lewende sop. Party diere het soos die buiswurms ’n simbiotiese verhouding met die bakterieë, terwyl ander hierdie mikro-organismes eet. Die gemeenskappe om die openinge is in werklikheid so produktief en energiek dat hulle al met soutmoerasse, tropiese reënwoude en vlakwaterkoraalriwwe vergelyk is.

Trouens, ongeveer 300 nuwe spesies is reeds naby die openinge geïdentifiseer. Dit sluit  reusagtige wit gapermossels en mossels in (pigmentasie is onnodig in ’n wêreld van ewige duisternis), asook seekatte en gulsige wit krappe wat lief is vir die delikate tentakels van die buiswurms. Vir hulle beskerming het die wurms ’n vinnige refleks wat die tentakel blitsvinnig na die veiligheid van die buis intrek.

Ander diere wat om die openinge lewe, sluit in seespinnekoppe, slakke, dansende garnale, klipmossels, copepoda, palingagtige visse wat op die bakterie- en swaelbedekte oppervlakke rondswem, kleiner soorte buiswurms, asook ander wurms. Die laasgenoemde sluit spaghettiwurms en Pompeji-wurms in. Die spaghettiwurms se naam is gepas, want hulle lyk soos hande vol wit spaghetti wat oor die rotse gegooi is. Wat die Pompeji-wurm uniek maak, is sy vermoë om temperature van tot 80 grade Celsius te verduur! Die bakterieë wat die Pompeji-wurm bedek, is ook natuurlik in staat om hoë temperature te verduur. *

’n Spookagtige lig!

In 1985 was wetenskaplikes verbaas om naby die hidrotermiese openinge garnale te vind wat twee oogagtige organe het met ligsensitiewe chemikalieë, maar geen lense nie. Die eerste vraag wat natuurlik by hulle opgekom het, was: Wat kan hierdie diere in ’n wêreld van algehele duisternis sien? Om uit te vind, het die navorsers ’n uiters sensitiewe digitale kamera gebruik, die soort wat gebruik word om dowwe sterre mee te fotografeer. Hulle het hulle kamera op ’n hidrotermiese opening gemik, al hulle ligte afgeskakel en toe ’n foto geneem.

 Die resultaat was verbasend. Die foto het “’n dramatiese, duidelike skynsel met ’n skerp omlynde rant” aan die lig gebring waar die stroom warm water die skoorsteen verlaat het, sê die wetenskaplike Cindy Lee van Dover. Maak die garnale van hierdie spookagtige lig gebruik, wat onsigbaar vir mense-oë is? Wat ook al die geval is, die ontdekking dat hidrotermiese openinge gloei, “ontsluit ’n heel nuwe navorsingsveld”, voeg Van Dover by.

Die grootste en die kleinste

Daar is onlangs gevind dat ’n metaanryke deel van die seebodem die tuiste is van die grootste bakterie wat aan die wetenskap bekend is. Hierdie reuse, wat in 1997 ontdek is, lyk soos ’n string krale en is 100 tot 200 keer langer as die gemiddelde bakterie. Hulle is ook groot eters en laat beswaarlik ’n spoor van die giftige sulfiede in die sediment agter, wat die gebied sodoende veilig maak vir ander seediere.

Wat moontlik die aarde se kleinste lewende organisme is, is ook onlangs onder die see gevind, hoewel dit in hierdie geval vyf kilometer onder die seebodem gevind is! ’n Verslag in The New York Times beskryf die ontdekking, wat naby die kus van Wes-Australië gedoen is, as “so buitengewoon dat dit hewige internasionale meningsverskille uitgelok het”. Die belangrikste geskil is of die entiteite—wat nanobes genoem word omdat hulle in nanometers, of miljardstes van ’n meter, gemeet word—lewende organismes is. Hulle lyk soos swamme, is min of meer so groot soos virusse, het DNS en reproduseer blykbaar vinnig sodat hulle digte kolonies vorm.

Soveel lewe word tans ontdek dat baie wetenskaplikes  meen dat die totale massa van mikrobiese lewe wat binne-in die aarde se boonste kors versteek is baie meer is as die massa van al die lewe op die oppervlak! Hierdie ontdekkings is besig om ’n revolusie in wetenskaplike denke te veroorsaak. Een wetenskaplike het gesê: “Dogma in mikrobiologie is die afgelope paar jaar verwerp. Die veld het homself herontdek. Dit is in werklikheid ’n nuwe wetenskap.”

Daarbenewens leer hierdie verbasende ontdekkings ons iets wat verder as die wetenskap gaan. Die Bybel verwoord hierdie insig soos volg: “[God se] onsigbare eienskappe word van die wêreld se skepping af duidelik gesien, omdat hulle waargeneem word in die dinge wat gemaak is” (Romeine 1:20). God is byvoorbeeld baie besorg oor reinheid. Dit is duidelik te sien in die bakterieë en ander seediere wat help om talle potensiële gifstowwe wat van binne-in die aarde kom en van ontbindende materiaal wat van die oseaan afsak onskadelik te maak. God is beslis besorg oor die welsyn van die planeet en oor alle lewende dinge daarop. Soos ons in die volgens artikel sal sien, waarborg hierdie karaktertrek van die Skepper ’n wonderlike toekoms vir alle lewe op aarde.

[Voetnote]

^ par. 14 Die chemiese proses wat deur hierdie bakterieë om die hidrotermiese openinge gebruik word, word chemosintese genoem. Die term verskil van fotosintese, die proses wat van ligenergie gebruik maak en waarvan landplante en fitoplankton afhanklik is. Laasgenoemde bestaan uit plante en plantaardige organismes wat in die boonste, verligte deel van die oseaan gevind word.

^ par. 19 In die 1960’s het wetenskaplikes bakterieë wat in hitte floreer in die warmbronne van Yellowstone- Nasionale Park in die Verenigde State begin bestudeer. Weens hierdie verbasende “grens-ekosisteme”, sê die boek The Deep Hot Biosphere, “het wetenskaplikes vir die eerste keer besef watter buitengewone vermoëns die aarde se skynbaar eenvoudigste lewensvorme het”.

 [Venster/Prent op bladsy 7]

Wat is hidrotermiese openinge?

Langs die vulkaniese midoseaniese rugstelsel syfer seewater deur krake in die kors na sones waar dit geweldig warm is. Die water word dan superverhit, reageer met die gesteentes en absorbeer ’n aantal chemikalieë. Dit word ook minder dig, styg na die seebodem en vorm hidrotermiese openinge—hidrotermiese bronne of geisers. Een naslaanwerk sê dat hulle “maklik net so kragtig en skouspelagtig soos dié op land is”.

Wat meer is, die temperatuur van hierdie seebodembronne kan byna 400 grade Celsius bereik, wat warmer as gesmelte lood is! Maar weens die druk wat van bo af deur kilometers oseaan uitgeoefen word, verander die superverhitte water nie in stoom nie. Verbasend genoeg, ’n paar millimeter van ’n warm stroom water af is die omringende seetemperatuur gewoonlik net ’n paar grade bo vriespunt. Minerale wat vrygestel word wanneer hierdie water uit die bron vinnig afkoel, sak af na die seebodem waar dit hope en skoorstene vorm. Die skoorstene kan tot nege meter hoog word. Trouens, een skoorsteen is gevind wat 45 meter hoog en byna 10 meter in deursnee is, en dit was nog steeds besig om te groei!

Hidrotermiese openinge kan op onreëlmatige wyse aktief en dan weer onaktief wees, wat die lewe om ’n opening onseker maak. Maar sommige seediere kan dit oorleef deur na ander openinge te migreer.

[Erkenning]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Venster/Prent op bladsy 10]

Vlambare ys!

In die vroeë 1970’s het wetenskaplikes wat naby die Noord-Amerikaanse kus gewerk het, afsettings van ’n merkwaardige stof gevind wat metaanhidroksied genoem word—’n kombinasie van gevriesde water en die vlambare gas metaan. Die metaan word deur mikrobes in die modder afgegee. Hierdie mikrobes eet organiese materiaal wat na die seebodem afgesak het. Die metaan verbind dan met byna gevriesde water om metaanhidroksied-kristalle te vorm. Hierdie kristalle is soos klein ysomhulsels waarin die metaan vasgevang is. Voordat die kristalle kan vorm, moet die water net bo vriespunt en die seebodem onder ten minste 500 meter water wees. Onder hierdie toestande groei metaanhidroksied-kristalle, wat ’n opbruisende, sneeuagtige stof vorm. Wanneer ’n klont hiervan na die oppervlak gebring en aangesteek word, brand dit en bring dit ’n rooierige vlam voort. Al wat dan oorbly, is ’n waterplas.

Metaanhidroksied is ’n ryk energiebron. Wetenskaplikes skat dat al die afsettings daarvan ongeveer twee keer soveel as alle ander fossielbrandstowwe saam is! (Fossielbrandstowwe sluit steenkool, olie en aardgas in—waarvan metaan ook ’n belangrike komponent is.) Maar tot dusver kon hierdie enorme hulpbron nie benut word nie omdat metaanhidroksied maklik ontbind wanneer dit uit die omgewing geneem word waarin dit vorm.

Metaanhidroksiedlae bevat ook openinge en skoorstene, maar die vloeistof wat hieruit kom, is koud, anders as die warm bronne van die midoseaniese rugstelsel. Maar omdat die openinge giftige strome metaan, waterstofsulfied en ammoniak vrystel, onderhou hulle florerende gemeenskappe van buiswurms, gapermossels, bakterieë wat chemikalieë eet en talle ander organismes. Die chemiese afvalstowwe wat deur hierdie metaan-etende bakterieë vrygestel word, lei tot die formasie van kalksteen—dieselfde onskadelike stof waarvan koraal gemaak is. *

[Voetnoot]

^ par. 42 Wanneer bakterieë metaan oksideer, vorm hulle ’n verbinding wat bikarbonaat genoem word. Dit verbind met kalsiumione in die seewater en vorm kalsiumkarbonaat, wat algemeen as kalksteen bekend staan. Kalksteen kan oral om koue openinge sowel as in hulle skoorstene gevind word.

[Diagram/Prent op bladsy 4, 5]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Aardkors

Mantel (gedeeltelik gesmelt)

Trog

Subduksiesone

Tektoniese plaat

Skeur

Skeure vorm wanneer plate weg van mekaar af beweeg

[Prent]

Die midoseaniese rugstelsel vleg om die aarde soos die naat van ’n tennisbal

[Erkenning]

NOAA/Department of Commerce

[Kaart op bladsy 7]

(Sien publikasie vir oorspronklike teksuitleg)

Groot oseaniese skeure en trôe

1. Mariane-trog

2. Oos-Pasifiese Styging

3. Galápagos-skeur

4. Mid-Atlantiese Rug

[Erkenning]

NOAA/Department of Commerce

[Prent op bladsy 8]

Mossels

Mossels word op ’n diepte van byna ’n kilometer in Green-canyon, in die Golf van Mexiko, gevind

[Erkenning]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Prent op bladsy 8, 9]

Buiswurms

Hulle delikate tentakels bevat bloed wat ryk is aan hemoglobien

 [Erkenning]

OAR/National Undersea Research Program

[Prent op bladsy 9]

Krappe

Hulle eet gewoonlik die buiswurms

[Erkenning]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Prent op bladsy 9]

Reusagtige gapermossels

Hulle is omtrent 30 sentimeter lank en is op ’n diepte van 2,7 kilometer gevind

[Erkenning]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Prent op bladsy 9]

’n Paar gapermossels is na die oppervlak gebring

[Erkenning]

Photograph by William R. Normark, USGS

[Prent op bladsy 9]

Garnale

Party het twee oogagtige organe. Maar wat kan hulle in algehele duisternis sien?

[Erkenning]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Prent op bladsy 11]

Nanobes

Is hulle die aarde se kleinste lewensvorm?

[Erkenning]

Dr. Philippa J. R. Uwins/University of Queensland