Feltárulnak az óceánok legmélyebb titkai

HOGY megértsük, milyen jelentőségük van azoknak a dolgoknak, amelyeket az Alvin fedélzetén lévő kutatók láttak, egy kicsit be kell pillantanunk a föld felépítésébe. Arra lehet következtetni, hogy a lábunk alatt a föld egy szilárd rétegből áll (ezt litoszférának nevezik), mely olvadt, lassan folyó kőzettömegen nyugszik. Úgy tűnik, hogy ez a szilárd, külső réteg átlagosan mintegy 100 kilométer vastag, és bolygónk tömegének csak körülbelül 0,6 százalékát teszi ki. Ennek a legkülső rétege a kéreg, mely egyenetlen: a kontinensek alatt vastagabb, míg a mélytengeri hátságrendszer alatt 6 kilométer vékony.

Továbbá ez a szilárd, külső réteg nem csupán egyetlen darabból áll, mint egy ép tojás héja, hanem úgy tűnik, néhány nagy és sok kicsi szilárd lemezre van széttöredezve — ezeket mind tektonikus lemezeknek hívják. Ezek alkotják a kontinenseket és az óceáni medencéket. A lemezek egymáshoz képest elmozdulnak. Ahol egymástól szétválnak, elvékonyodnak, és létrehozzák az óceánközépi hátságok hasadékvölgyeit. A lemezek az egész földön átlagosan körülbelül 3 centimétert mozdulnak el évente.

A lemeztektonika elmélete szerint ahogy a lemezek egymástól távolodnak a hátságrendszer mentén, a kéreg alatti részből, a köpenyből forró kőzet nyomul fel. A forró anyag új óceáni kérget alkot a hasadékzóna mentén, de ez nem idézi elő, hogy a lemezek egymásba olvadjanak. Sőt, tovább távolodnak egymástól, és ezért a hasadékrendszer egy hatalmas, soha be nem gyógyuló sebhez hasonlít.

 Míg egy lemezre új rétegek kerülnek az óceánközépi hátságokon, addig a lemez másik vége lassan a szomszédos lemez alá csúszik, és benyomul a forró köpenybe. Ott beolvad a köpenybe. Azt a helyet, ahol egy lemez a másik alá bukik, szubdukciós övezetnek hívják. A szubdukciós övezetekben van a világ néhány legmélyebb árka. Például a Csendes-óceánban, Guam partjainál lévő Mariana-árok több mint 11 000 méter mély. Ha a legmagasabb szárazföldi hegyet, a Mount Everestet ebbe az árokba helyeznénk, a csúcsa 2000 méterrel a tengerszint alatt volna!

Mérgek oázisa

Mivel az egész földet körülvevő mélytengeri hátságrendszer egyáltalán nem mondható stabilnak, és sok vulkáni tevékenység megy végbe benne, ezért lávafolyásokkal és hidrotermális vízkitörésekkel, gejzírekkel van tele. A gejzírek a víznek és a föld belsejéből származó olvadt ásványoknak a mérgező, túlhevített keverékét okádják ki magukból. Meglepő módon azonban ez a barátságtalan birodalom, mely ráadásul több százszor nagyobb nyomás alatt van, mint a tengerszinten lévők, nemhogy taszítaná az életet, hanem vonzza azt — és nem is akármilyen élet van itt, hanem igen nyüzsgő! Az élőlények több száz fajának ad otthont: baktériumoknak, óriáskagylóknak (ezek talán 30 centiméter hosszúak lehetnek), és az összes közül a legfurcsábbaknak, a vörös színű tollcsomókra hasonlító csőférgeknek, melyek szilárdan a tengerfenékhez vannak rögzülve, és még 180 centiméter magasak is lehetnek.

 Amikor a gejzírekben lévő élőlényeket a felszínre hozzák, azok megbuggyant tojás szagára emlékeztetnek! A bűzt nem rothadás eredményezi, hanem a kénhidrogén — ez a kellemetlen szagú és igen mérgező vegyi anyag nagy koncentrátumban fedezhető fel a gejzírekben. Ezenkívül a gejzírek vize nagyon savas és sok fém is megtalálható benne, például réz, magnézium, vas és cink. Ebben a mérgezőhulladék-lerakóhelyre hasonlító környezetben nemcsak éppen hogy eltengődnek ezek a csőférgek és más élőlények, hanem nagyon is jól tenyésznek! Hát ez meg hogy lehet? Hogy ezt megértsük, nézzük meg közelebbről a csőférget.

Élő talány

Amikor a biológusok megvizsgálták a csőférgeket, arra a következtetésre jutottak, hogy ezek az állatok élő talányok. Ezeknek a lényeknek nincs szájuk és emésztőrendszerük. Felmerült a kérdés: Hogyan táplálkoznak, és hogyan dolgozzák fel a táplálékot? Majd meglepő felfedezésre jutottak a tudósok: a férgeknek volt vörös vérük — nemcsak vérszerű folyadékuk, hanem hemoglobinban gazdag, igazi vérük —, és ez kering a testükben és tollazatukban.

A rejtély fokozódott, amikor a biológusok felnyitották a csőféreg testében lévő petyhüdt hólyagot. Szöveteiben baktériumkultúra volt — egy gramm szövet mintegy 10 milliárd baktériumot tartalmazott! 1980-ban egy biológiát tanuló diák azt az elméletet állította fel, hogy a csőféreg szimbiózissal tartja magát életben. (A szimbiózis két faj kölcsönösen hasznos együttműködése.) A kutatás beigazolta feltevését, kimutatva, hogy a csőféreg mint gazda, táplálja a baktériumokat, a baktériumok pedig a férget táplálják.

Mint a kopoltyúk, a csőféreg tollai összegyűjtik a hozzávalókat, például az oxigént és a szenet, melyekre a baktériumoknak szükségük van ahhoz, hogy táplálékot készítsenek. A tollak nem közvetlenül az égető gejzírvízben lengedeznek — hiszen ez kész öngyilkosság volna —, hanem nem messze attól a helytől, ahol a fagyponthoz közeli tengervíz a gejzír vizével keveredik. Persze ehhez a táplálékot előállító folyamathoz energiára van szükség. A föld felszínén és az óceán felső részén a napfény adja az energiát a táplálék előállításához azáltal, hogy előidézi a növényzet növekedését. De a napfény nem ér le a csőféreg mélytengeri otthonába.

A föld gyomrából származó energia

A Teremtő leleményesen úgy intézte a dolgokat, hogy a föld gyomra biztosítsa a szükséges energiát a gejzírek és a kellemetlen szagú kénhidrogén vegyület által. A gejzír közösségének „napfénye”, vagyis a kénhidrogén biztosítja azt az energiát, amelyre a baktériumoknak szükségük van ahhoz, hogy nekilássanak a táplálék előállításához. A baktériumok számítanak a gejzírben élő közösségek „növényeinek”, mivel ezek a gejzírek táplálékláncának az első tagjai. *

Azért, hogy a baktériumoknak szükséges összes vegyi anyagot meg tudja kötni, a csőféreg vére olyan hemoglobinmolekulákból áll, amelyek 30-szor nagyobbak, mint az emberek hemoglobinmolekulái. A vér ezeket a vegyi anyagokat elszállítja az éhes baktériumoknak, amelyek viszonzásul táplálékot készítenek a csőféregnek.

A gejzír élővilága kész állatkert!

A gejzír egyetlen élőlényének sem kell éheznie, hiszen gyakorlatilag mindent baktériumtakaró fed be, mely időnként még több centiméter vastagságú is lehet! Sőt a gejzír fölött lévő meleg örvényben összegyűlő baktériumok néha nagy hóviharhoz hasonló jelenségre emlékeztetnek, mely olyan, mintha egy élő levest látnánk. A csőférgekhez hasonlóan néhány állat szimbiózisos kapcsolatnak örvend a baktériumokkal, míg más élőlények közvetlenül ezeket a mikroorganizmusokat legelik le. A gejzírek közösségei oly termékenyek és energikusak, hogy ezeket sós mocsarasokhoz, trópusi esőerdőkhöz és a sekély vizekben fellelhető korallzátonyokhoz hasonlítják.

Valójában mintegy 300 új fajt azonosítottak már a gejzírek közelében. Ilyenek például a fehér óriás- és ehető kagylók (ezeknek nincs  szükségük színanyagra az örök éjszaka világában), polipok és a falánk fehér rákok, melyek szeretik a csőférgek ízletes tollait. Védekezésképpen a férgeknek gyors reflexük van, mely azonnal visszahúzza a tollacskákat a cső biztonságába.

Még mások is laknak a gejzírekben: tengeri pókok, csigák, táncoló garnélák, csészecsigák, evezőlábú rákok, angolnaszerű halak, melyek siklanak a baktérium borította, kénes felszínen, a csőférgek kisebb fajai és más férgek. Az utóbbiak közé tartoznak a spagetti férgek és a pompeji férgek. Találó a spagetti férgek elnevezése, hiszen ezek maréknyi fehér spagettihalmokra hasonlítanak, és lágyan ráborulnak a sziklákra. A pompeji férget az teszi egyedülállóvá, hogy még a 80 Celsius-fokos vizet is képes elviselni! Persze azok a gejzírekben élő baktériumok is bírják a magas hőmérsékletet, amelyek beborítják a pompeji férget. *

Titokzatos fény!

1985-ben a tudósok meglepődtek, amikor a gejzírek közelében garnélákat találtak, melyeknek két szemszerű szervük volt fényérzékeny vegyületekkel, de nem volt lencséjük. Persze először ez a kérdés ötlött fel bennük: Mit láthatnak ezek az állatok a teljes sötétség világában? Hogy ezt megtudják, a kutatók egy rendkívül érzékeny digitális kamerát használtak, olyat, amilyet halvány csillagok fényképezésére alkalmaznak. Ezt a kamerát ráirányították egy gejzírre, az összes lámpát eloltották, és készítettek egy fényképet.

Az eredmény meghökkentő volt. Cindy Lee Van Dover tudós  elmondja, mi volt a fényképen: „valami drámai és félreérthetetlen ragyogás, melynek jól kivehető széle volt” — a forró vízsugár ezen a helyen hagyta el a kéményt. Vajon a garnélák hasznosítják ezt a titokzatos fényt, mely az emberi szem számára láthatatlan? Bárhogyan legyen is, az a felfedezés, hogy a gejzírek izzanak, „egy egészen új kutatási területet nyitott meg előttünk” — fűzi hozzá Van Dover.

A legnagyobb és a legkisebb

Nemrégen a tengerfenék egy metánban gazdag részén felfedezték, hogy otthont ad a tudomány által eddig ismert legnagyobb baktériumnak. Ezek az óriások, melyeket 1997-ben fedeztek fel, gyöngysorra hasonlítanak, és 100-200-szor hosszabbak, mint egy átlagos baktérium. És ezek nagyevők — alig hagynak hírmondót a mérgező hatású szulfidokból az üledékben, s így a tengeri élőlényeknek biztonságos területet teremtenek.

Amit talán a föld legkisebb élő szervezetének nevezhetnénk, azt szintén a tenger alatt találták meg nemrégen, jóllehet ebben az esetben a tengerfenék alatt öt kilométerrel! A The New York Times egyik beszámolója azt írja erről a Nyugat-Ausztrália partjainál tett felfedezésről, hogy „olyan bizarr volt, hogy heves nemzetközi vitát robbantott ki”. A vita tárgyává az vált, hogy vajon a lények élő szervezetek-e vagy sem. (Ezeket a lényeket nanóknak nevezik, mivel méretüket nanométerben lehet meghatározni, vagyis a méter egymilliárdod részével.) Ezek a gombákra hasonlítanak, nagyjából akkorák, mint a vírusok, van DNS-ük, és úgy tűnik, hogy gyorsan szaporodnak és népes kolóniákat hoznak létre.

 Most oly sok életet fedeznek fel, hogy számos tudós azt gondolja, hogy a földkéreg felső részében a mikrobák össztömege jóval felülmúlhatja a földfelszínen élők tömegét! Ezek a felfedezések a tudományos gondolkozásban forradalmat robbantanak ki. Egy tudós ezt mondta: „Az utóbbi néhány évben a mikrobiológiával kapcsolatos dogmák el lettek vetve. Ez a terület újra felfedezi önmagát. Alapjában véve új tudományról beszélhetünk.”

Mi több, ezek a valóban mélyreható felfedezések megtanítanak nekünk valamit, ami felülmúlja a tudományt. A Biblia ennek az éleslátásnak a lényegére világít, amikor azt írja, hogy Isten „láthatatlan tulajdonságai világosan látszanak a világ teremtésétől fogva, mivel az alkotott dolgokból érzékelhetők” (Róma 1:20). Például Isten nagyon törődik a tisztasággal. Ez a baktériumok és más, tengerben élő élőlények életmódjából is látszik, melyek segítenek méregteleníteni a föld belsejéből feljövő, illetve az óceán felsőbb részéről a fenékre ülepedett, rothadó anyagból származó sok lehetséges mérgező anyagot. Látható, hogy Istent érdekli a bolygónk és a rajta lévő összes élőlény egészsége. Ahogyan azt látni fogjuk a következő cikkben, a Teremtőnek ez a jellemvonása a biztosíték arra, hogy ő egy dicsőséges jövőt szán az összes földi élőlénynek.

[Lábjegyzetek]

 [Kiemelt rész/kép a 7. oldalon]

Mik a hidrotermális vízkitörések?

A vulkanikus mélytengeri hátságrendszer mentén a tengervíz a kéreg repedésein keresztül rendkívül forró területre szivárog. A víz ezután túlhevül, reakcióba lép a kőzetekkel, és számos vegyi anyagot magába szív. Ezenkívül könnyebbé válik, felnyomul a tengerfenékre, és hidrotermális vízkitöréseket, vagyis hidrotermális hőforrásokat, gejzíreket hoz létre. Ezek „a szárazföldi hasonmásuk erejével és látványával versengenek” — írja egy forrásmű.

Továbbá ezeknek a tengerfenéki hőforrásoknak a hőmérséklete elérheti a 400 Celsius-fokot, mely forróbb, mint az olvadt ólom. De mivel ezekre a felettük lévő több kilométeres óceán nyomása nehezedik, a túlhevült folyadék nem válik gőzzé. Hihetetlen, hogy a forró vízsugártól csupán néhány milliméterre a tenger hőmérséklete általában csupán néhány fokkal magasabb a fagypontnál. A gyorsan kihűlő hőforrásokból kicsapódó ásványi anyagok lerakódnak a tengerfenékre, ahol halmokat és kéményeket alakítanak ki. Az utóbbiak 9 méteres magasságba emelkedhetnek. Sőt találtak már olyan kéményt is, amely 45 méter magas volt, az átmérője pedig közel 10 méter volt, és még mindig nagyobbodott!

A gejzírek időnként beindulhatnak, majd leállhatnak, és emiatt körülöttük az élet bizonytalan. Néhány élőlény azonban életben maradhat, ha egy másik gejzírhez vándorol.

[Forrásjelzés]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Kiemelt rész a 10. oldalon]

Lángoló jég!

Az 1970-es évekkel kezdődően az észak-amerikai partoknál dolgozó tudósok a metánhidrátnak nevezett figyelemre méltó anyag üledékét fedezték fel — ez az anyag a fagyott víz és az éghető metángáz keveréke. A metánt az iszapban élő mikrobák bocsátják ki. Ezek a mikrobák szerves anyagokkal táplálkoznak, amelyek az óceán felsőbb rétegéből rakódnak le a tengerfenékre. A metán ezután a fagyponthoz közeli hőmérsékletű vízzel összekapcsolódik, és metánhidrátkristályok keletkeznek. Ezek a kristályok olyanok, mint az apró jégketrecek, melyek foglyul ejtik a metánt. A kristályok kialakulásához a víznek éppen fagypont fölött kell lennie, és legalább 500 méter mélyen kell a tengerfenéknek lennie ahhoz, hogy végbemenjen a reakció. Ilyen állapotok között a metánhidrát kristályai növekednek, és egy bugyborékoló, hószerű anyag keletkezik. Amikor ennek egy részét a felszínre viszik és meggyújtják, akkor piros színű lánggal ég. Utána mindössze csak egy víztócsa marad.

A metánhidrát gazdag energiaforrás. A tudósok becslése szerint ezen anyag üledéke összesen körülbelül kétszer annyi, mint a többi fosszilis tüzelőanyag-tartalék együttvéve! (Fosszilis tüzelőanyag például a szén, az olaj és a természetes gáz, melynek szintén a metán az egyik főbb összetevője.) Eddig azonban ezt a hatalmas forrást nem lehetett elérni, mivel a metánhidrát azonnal szétbomlik, amint kiveszik abból a környezetből, ahol kialakul.

A metánhidrátágyakban szintén vannak gejzírek és kémények, de az ezekből kiömlő cseppfolyós anyag a mélytengeri hátságrendszer forró hőforrásaiból kiáramló anyagtól eltérően hideg. Mivel azonban a gejzírek mérgező metán-, kénhidrogén- és ammóniacsóvákat eregetnek, a csőférgek, kagylók, vegyi anyagokat fogyasztó baktériumok és számos más élőlény nyüzsgő közösségeit táplálják. Az ezektől a metánt fogyasztó baktériumoktól származó vegyi hulladékból képződik a mészkő *, vagyis ugyanaz az ártalmatlan anyag, mint amiből a korall felépül.

[Lábjegyzet]

[Ábra/kép a 4–5. oldalon]

(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)

Földkéreg

Köpeny (részben olvadt állapotú)

Árok

Szubdukciós övezet

Tektonikus lemez

Hasadékvölgy

Amikor a lemezek egymástól távolodnak, hasadékvölgyek jönnek létre

[Kép]

A mélytengeri hátságrendszer ugyanúgy körbekacskaringózik az egész földön, mint a teniszlabdán a csík

[Forrásjelzés]

NOAA/Department of Commerce

[Térkép a 7. oldalon]

(A teljes beszerkesztett szöveget lásd a kiadványban.)

A főbb óceáni hátságok és árkok

1. Mariana-árok

2. Keleti-Csendesóceáni-hát

3. Galápagos-törésöv

4. Atlanti-hátság

[Forrásjelzés]

NOAA/Department of Commerce

[Kép a 8. oldalon]

Ehető kagylók

Az ehető kagylók a mexikói-öböli Green Canyonban, egy kilométer mélyen találhatók

[Forrásjelzés]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Kép a 8–9. oldalon]

Csőférgek

Finom tollazatuk hemoglobinban gazdag vért tartalmaz

 [Forrásjelzés]

OAR/National Undersea Research Program

[Kép a 9. oldalon]

Rákok

Ezek az állatok általában csőférgekkel táplálkoznak

[Forrásjelzés]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Képek a 9. oldalon]

Óriáskagylók

Ezeket a talán 30 centiméteres állatokat 3 kilométeres mélységben találták

[Forrásjelzés]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Kép a 9. oldalon]

Néhány óriáskagylót a felszínre hoztak

[Forrásjelzés]

Photograph by William R. Normark, USGS

[Kép a 9. oldalon]

Garnélák

Némelyeknek két, szemszerű szervük van. De vajon mit látnak a teljes sötétségben?

[Forrásjelzés]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Kép a 11. oldalon]

Nanók

A föld legkisebb élőlényei?

[Forrásjelzés]

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