Fundul oceanic: secretele lui sunt dezvăluite

PENTRU a înţelege explicaţia lucrurilor văzute de cercetătorii de la bordul navei Alvin, trebuie să cunoaştem mai întâi câte ceva despre modul în care este alcătuită planeta noastră. Pământul de sub picioarele noastre este format, conform teoriilor actuale, dintr-⁠un strat rigid (numit litosferă) ce se află pe o masă de rocă topită, vâscoasă. Se pare că acest strat extern rigid al planetei noastre are grosimea medie de aproximativ 100 de kilometri şi constituie doar aproximativ 0,6% din volumul planetei. Învelişul exterior al lui, scoarţa, nu este uniform, fiind mai gros sub continente; sub dorsala medio-⁠oceanică are o grosime de numai 6 kilometri.

Mai mult decât atât, acest înveliş exterior solid nu este format dintr-⁠o singură bucată, cum e coaja unui ou întreg. Se pare că este fragmentat în mai multe plăci mari şi rigide şi o mulţime de plăci mai mici; toate aceste plăci sunt cunoscute sub numele de plăci tectonice. Ele formează continentele şi bazinele oceanelor. Plăcile se deplasează unele faţă de altele. Când două plăci se îndepărtează una de alta, ele devin tot mai subţiri, dând naştere rifturilor dorsalei medio-⁠oceanice. Pe glob, plăcile se deplasează cu o viteză medie de 3 centimetri pe an.

Potrivit teoriei plăcilor tectonice, pe măsură ce ele se îndepărtează unele de altele de-⁠a lungul dorsalei,  roca fierbinte din manta — stratul de sub scoarţă — poate ieşi la suprafaţă. De-⁠a lungul zonei riftului, materia fierbinte formează o nouă scoarţă oceanică, lucru care nu duce însă la fuzionarea plăcilor. Plăcile continuă să se îndepărteze, ceea ce face ca riftul să semene cu o rană uriaşă, care nu se vindecă niciodată.

În timp ce în zona dorsalei medio-⁠oceanice pe placă se formează noi straturi, cealaltă extremitate a plăcii alunecă încet sub placa alăturată şi coboară în mantaua fierbinte de dedesubt. Aici ea este asimilată de manta. Regiunea în care o placă coboară se numeşte zonă de subducţie. În zonele de subducţie se găsesc cele mai adânci fose din lume. De exemplu, Groapa Marianelor, aflată în Oceanul Pacific, în largul coastelor Guamului, are o adâncime de peste 11 000 de metri. Dacă în această groapă am aşeza Everestul, cel mai înalt vârf muntos de pe Pământ, el s-⁠ar afla tot sub nivelul mării, mai precis la 2 000 de metri sub apă!

O oază de . . . toxine!

Fiind caracterizată printr-⁠o intensă activitate vulcanică şi printr-⁠o mare instabilitate, dorsala medio-⁠oceanică ce înconjoară globul prezintă o mulţime de curgeri de lavă şi orificii hidrotermale. Prin aceste orificii ţâşneşte afară din străfundurile Pământului un amestec toxic, supraîncălzit, de apă şi minerale dizolvate. Însă, în mod uimitor, acest mediu neospitalier, unde presiunea este de sute de ori mai mare decât la nivelul mării, nu respinge viaţa, ci, dimpotrivă, o atrage, şi chiar din plin! Aici trăiesc sute de specii de vieţuitoare, printre care putem aminti bacterii, scoici uriaşe — care ajung, uneori, până la 30 de centimetri în lungime — şi, cele mai ciudate dintre toate, mănunchiuri de  viermi tubicoli cu pene purpurii (Riftia pachyptila), fixaţi bine de fundul oceanic, care cresc până la o înălţime de 1,80 metri.

Dacă sunt aduse la suprafaţă, vieţuitoarele ce trăiesc în vecinătatea orificiilor hidrotermale miros ca ouăle stricate! Acest miros urât nu provine de la vreo materie descompusă, ci de la hidrogenul sulfurat — o substanţă chimică foarte toxică, cu miros neplăcut, care se găseşte din abundenţă în orificiile hidrotermale. Şi apa care iese din aceste orificii este foarte acidă şi conţine multe metale, inclusiv cupru, magneziu, fier şi zinc. Însă viermii tubicoli şi alte vieţuitoare nu numai că reuşesc să supravieţuiască în acest mediu — care a fost comparat cu un loc de depozitare a deşeurilor toxice —, dar chiar le merge de minune! Cum e posibil acest lucru? Ca să înţelegem, haideţi să examinăm mai îndeaproape aceşti viermi tubicoli.

O enigmă vie

Când le-⁠au examinat, biologii au constatat că aceste animale sunt o enigmă vie. Viermii tubicoli nu au nici gură, nici aparat digestiv. Problema care s-⁠a pus era următoarea: Cum mănâncă ei şi cum asimilează hrana? Apoi s-⁠a făcut o descoperire uluitoare: viermii au sânge roşu — nu un lichid asemănător sângelui, ci sânge adevărat, bogat în hemoglobină —, care circulă prin corp şi prin penele lor asemănătoare penelor de pasăre.

Misterul s-⁠a adâncit când biologii au deschis punga moale din interiorul viermelui tubicol. Ţesuturile ei conţineau o cultură de bacterii, adică aproximativ 10 miliarde de bacterii într-⁠un gram de ţesut! În 1980, o studentă la biologie a avansat ipoteza că acest vierme tubicol trăieşte în simbioză — un fel de „înţelegere“ între două specii de organisme de a colabora în folosul amândurora. Cercetările au confirmat ipoteza ei, arătând că viermele tubicol, care este gazda, hrăneşte bacteriile, iar bacteriile hrănesc viermele.

Asemenea branhiilor, penele viermelui tubicol adună ingredientele, cum ar fi oxigenul şi carbonul, de care au nevoie bacteriile pentru a produce hrana. Penele nu se unduiesc direct în apa fierbinte ce iese din orificii — aceasta ar însemna sinucidere curată! —, ci foarte aproape de zona în care apa oceanului aflată la o temperatură aproape de punctul de îngheţ se amestecă cu apa care iese din orificii. Bineînţeles că pentru acest proces de producere a hranei este nevoie de energie. La suprafaţa pământului — şi în stratul superficial al oceanului — lumina soarelui satisface necesarul de energie pentru producerea hranei, făcând ca vegetaţia să crească. Însă lumina soarelui nu ajunge în locuinţa abisală a viermelui tubicol.

Energie din străfundurile Pământului

Într-⁠un mod ingenios, Creatorul a făcut ca energia necesară să fie furnizată din străfundurile Pământului prin orificiile hidrotermale şi prin acel compus urât mirositor, şi anume hidrogenul sulfurat. Pentru comunitatea ce trăieşte lângă orificiile hidrotermale, „lumina soarelui“ este chiar hidrogenul sulfurat, care furnizează energia necesară bacteriilor pentru a se apuca de treabă, adică pentru a începe să producă hrană. Bacteriile constituie „plantele“ din comunitate, deoarece sunt primele în lanţul trofic de aici. *

Pentru a putea reţine toate substanţele chimice de care au nevoie bacteriile, sângele viermelui tubicol este alcătuit din molecule de hemoglobină de 30 de ori mai mari decât cele existente în sângele uman. Substanţele chimice sunt transportate de sânge la înfometatele bacterii, care, la rândul lor, vor produce hrană pentru viermele tubicol.

Viaţa din zona orificiilor hidrotermale: O colecţie de organisme!

De fapt, nici o vietate din preajma acestor orificii n-⁠ar trebui să flămânzească, întrucât bacteriile acoperă practic totul — câteodată stratul atinge o grosime de mai mulţi centimetri! Bacteriile se adună chiar şi în vârtejurile calde de deasupra orificiilor; aceste vârtejuri devin uneori nişte rafale puternice, formând o adevărată supă vie. Există şi alte animale cărora le place să aibă o relaţie simbiotică cu bacteriile, aşa cum e cazul viermilor tubicoli, în timp ce alte animale se hrănesc chiar cu aceste microorganisme. Într-⁠adevăr, comunităţile din preajma acestor orificii sunt atât de prolifice şi de viguroase, încât au fost comparate cu viaţa din mlaştinile sărate, din pădurile tropicale şi din recifele de corali din apele de mică adâncime.

De fapt, în apropierea orificiilor au fost deja descoperite aproximativ 300 de specii. Printre acestea se numără scoici şi midii albe uriaşe (într-⁠o  lume a nopţii veşnice, pigmentul e inutil), caracatiţe, precum şi crabi albi voraci, care se înfruptă din delicatele pene ale viermilor tubicoli. Pentru a se proteja împotriva lor, viermii au un reflex rapid, retrăgându-⁠şi cu promptitudine penele în interiorul tubului, care le oferă siguranţă.

Aici mai trăiesc şi păianjeni marini, moluşte, crevete dansatoare (Chorocaris vandoverae), melci marini, copepode, peşti asemănători anghilelor, care alunecă pe suprafeţele bogate în bacterii şi sulf, specii mai mici de viermi tubicoli, precum şi alte specii de viermi. Printre aceştia din urmă am putea aminti viermii-⁠spaghete şi viermii Pompei. Viermii-⁠spaghete sunt pe bună dreptate numiţi aşa deoarece seamănă cu o mână de spaghete care împodobesc stâncile. Ceea ce face ca viermele Pompei să se distingă de ceilalţi viermi este capacitatea lui de a suporta temperaturi de până la 80°C! Bineînţeles că bacteriile care „îmbracă“ viermele Pompei rezistă şi ele la temperaturi ridicate. *

O lumină stranie!

În 1985, oamenii de ştiinţă au rămas surprinşi când au descoperit în apropierea orificiilor hidrotermale o specie de crevetă cu două organe asemănătoare ochilor, care conţin substanţe chimice fotosensibile, însă nu au cristalin. Bineînţeles că prima întrebare pe care şi-⁠au pus-⁠o a fost: Ce pot aceste animale să vadă într-⁠o lume cufundată complet în întuneric? Ca să afle răspunsul, cercetătorii au luat un aparat fotografic digital foarte sensibil, asemănător celor folosite pentru fotografierea stelelor slab vizibile. Ei au îndreptat aparatul spre orificiu, au stins toate luminile şi au făcut o fotografie.

Rezultatul a fost uluitor. În fotografie se putea vedea, „foarte clar, o extraordinară strălucire, bine conturată“, chiar în zona în care jetul de  apă fierbinte ieşea din orificiu, a declarat cercetătoarea Cindy Lee Van Dover. Exploatează oare creveta această lumină stranie, invizibilă ochiului uman? Oricare ar fi situaţia, această descoperire referitoare la strălucirea orificiilor hidrotermale „deschide un nou domeniu de cercetare“, a adăugat Van Dover.

Cel mai mare şi cel mai mic

Recent s-⁠a descoperit că pe fundul mării, în zonele bogate în metan, trăiesc cele mai mari bacterii cunoscute în lumea ştiinţifică. Descoperite în 1997, aceste bacterii gigantice, asemănătoare unor şiraguri de mărgele, sunt de 100 până la 200 de ori mai lungi decât o bacterie de mărime medie. Ele sunt şi vorace, abia lăsând în urma lor în sedimentele de pe fundul mării slabe urme de sulfuri toxice, ceea ce face ca zona să nu prezinte nici un pericol pentru alte vieţuitoare marine.

Recent, sub apele mărilor s-⁠a descoperit şi ceea ce pare a fi cel mai mic organism viu de pe Pământ, de data aceasta însă la 5 kilometri sub fundul mării! Într-⁠o ştire apărută în The New York Times, despre această descoperire făcută în largul coastelor Australiei Occidentale s-⁠a spus că este „atât de bizară, încât a declanşat o aprinsă dispută internaţională“. Principala chestiune în discuţie este dacă aceste entităţi — numite nanobi, deoarece mărimea lor se măsoară în nanometri, adică a miliarda parte dintr-⁠un metru — sunt sau nu organisme vii. Seamănă cu ciupercile, sunt aproximativ la fel de mari ca viruşii, au ADN şi par să se reproducă rapid, formând colonii dense.

În prezent se descoperă atât de multe organisme vii, încât mulţi oameni de ştiinţă sunt de părere că în partea superioară a scoarţei Pământului s-⁠ar putea să existe mult mai multă viaţă microbiană decât toată viaţa de la suprafaţa Pământului! Aceste  descoperiri ar putea declanşa o revoluţie în gândirea ştiinţifică. Iată ce a declarat un om de ştiinţă: „În ultimii ani, teoriile bine fundamentate din microbiologie au fost respinse. Acest domeniu s-⁠a redescoperit pe sine. În esenţă, devine o nouă ramură a ştiinţei“.

Mai mult decât atât, aceste descoperiri cu adevărat profunde ne învaţă ceva ce depăşeşte sfera ştiinţei. Biblia redă esenţa acestui lucru astfel: „Calităţile . . . invizibile [ale lui Dumnezeu], da, puterea sa eternă şi dumnezeirea sa, se văd clar de la crearea lumii, deoarece sunt percepute prin lucrurile făcute“ (Romani 1:20). De exemplu, Dumnezeu este foarte interesat de curăţenie. Acest lucru reiese în mod evident din contribuţia bacteriilor şi a altor vieţuitoare marine la înlăturarea toxinelor din multe substanţe posibil toxice care ies din interiorul Pământului, precum şi a toxinelor din materiile aflate în descompunere care se depun pe fundul oceanului. În mod clar, pe Dumnezeu îl preocupă sănătatea planetei noastre şi a tuturor fiinţelor care trăiesc pe ea. După cum vom vedea din următorul articol, această trăsătură de personalitate a Creatorului este o garanţie pentru un viitor luminos rezervat întregii vieţi terestre.

[Note de subsol]

^ par. 14 Procesul chimic folosit de aceste bacterii se numeşte chemosinteză, denumire ce contrastează cu fotosinteza, proces folosit de vegetaţia terestră şi de fitoplancton pentru a-⁠şi asigura energia cu ajutorul luminii. Fitoplanctonul reprezintă plantele sau organismele asemănătoare plantelor care se găsesc în stratul superficial al oceanelor, unde pătrund razele soarelui.

^ par. 19 În anii ’60, oamenii de ştiinţă au început să studieze bacteriile iubitoare de căldură ce trăiesc în izvoarele termale din Parcul Naţional Yellowstone (SUA). Cu ajutorul acestor uluitoare „ecosisteme mărginaşe, oamenii de ştiinţă au ajuns să aprecieze pentru prima oară extraordinarele talente ale formelor de viaţă ce par a fi cele mai simple de pe Pământ“, se arată în cartea The Deep Hot Biosphere.

 [Chenarul/Fotografia de la pagina 7]

Ce sunt orificiile hidrotermale?

De-⁠a lungul dorsalei medio-⁠oceanice cu activitate vulcanică, apa pătrunde prin fisurile din scoarţă până în locurile unde temperaturile sunt foarte înalte. Aici apa se supraîncălzeşte, reacţionează cu roca şi absoarbe o mulţime de substanţe chimice. Ea devine totodată mai uşoară, se ridică spre fundul oceanic şi dă naştere orificiilor hidrotermale — izvoare hidrotermale, sau gheizere. Acestea „rivalizează în mod categoric cu corespondentele lor terestre în ce priveşte puterea şi spectacolul pe care îl oferă“, se arată într-⁠o lucrare de referinţă.

În plus, apa acestor izvoare de pe fundul oceanic poate atinge o temperatură de până la 400°C, adică e mai fierbinte chiar decât plumbul topit! Dar, din cauza presiunii exercitate de kilometrii de apă de deasupra orificiului, lichidul supraîncălzit nu se vaporizează. E uluitor că, la doar câţiva milimetri de jetul fierbinte, temperatura mediului marin este, în general, doar cu unu sau două grade peste punctul de îngheţ. Mineralele ce s-⁠au separat prin precipitare din apa izvorului care se răceşte brusc se depun pe fundul oceanic, unde formează movile şi hornuri. Hornurile pot ajunge până la 9 metri înălţime. De fapt, s-⁠a descoperit un horn care are 45 de metri înălţime şi un diametru de aproape 10 metri şi care continuă să crească!

Orificiile hidrotermale se pot închide şi deschide în mod sporadic, ceea ce face ca viaţa organismelor din jurul lor să fie pusă în pericol. Însă unele vieţuitoare reuşesc să supravieţuiască migrând spre alte orificii.

[Provenienţa fotografiei]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Chenarul/Fotografia de la pagina 10]

Gheaţă inflamabilă!

Începând cu anii ’70, oamenii de ştiinţă care lucrau în largul coastelor nord-⁠americane au descoperit depuneri sedimentare ale unei substanţe deosebite numite hidrat de metan — o combinaţie de apă îngheţată şi metan, un gaz inflamabil. Metanul este eliberat de microbii din mâl. Aceşti microbi consumă materia organică ce se depune pe fundul oceanic. Metanul se combină apoi cu apa aproape îngheţată, formând cristale de hidrat de metan. Aceste cristale sunt ca nişte colivii de gheaţă, în interiorul cărora se află metan. Pentru ca aceste cristale să se poată forma, temperatura apei trebuie să fie cu puţin peste punctul de îngheţ, iar fundul oceanului trebuie să se afle la o adâncime de peste 500 de metri. Dacă aceste condiţii sunt îndeplinite, cristalele de hidrat de metan cresc, formând o substanţă efervescentă, asemănătoare zăpezii. Dacă se aduce la suprafaţă o bucată din această substanţă şi i se dă foc, ea va arde cu o flacără roşiatică. În final, nu va rămâne decât o baltă de apă.

Hidratul de metan constituie o sursă bogată de energie. Oamenii de ştiinţă estimează că totalul acestor depuneri sedimentare reprezintă aproape dublul rezervelor tuturor combustibililor fosili la un loc (printre combustibilii fosili se numără cărbunele, petrolul şi gazele naturale — metanul fiind un component principal şi al acestora)! Însă, până în prezent, această enormă resursă a fost inaccesibilă, întrucât hidratul de metan se descompune imediat când este scos din mediul în care se formează.

Unde există depuneri sedimentare de hidrat de metan se găsesc şi orificii şi coşuri, dar, spre deosebire de izvoarele fierbinţi din dorsala medio-⁠oceanică, apa care ţâşneşte din ele este rece. Cu toate acestea, întrucât din aceste orificii ies dâre de substanţe toxice, cum ar fi metan, hidrogen sulfurat şi amoniac, aici există comunităţi înfloritoare de viermi tubicoli, scoici, bacterii care consumă substanţe chimice şi numeroase alte creaturi. Deşeurile chimice lăsate de aceste bacterii consumatoare de metan contribuie la formarea calcarului — aceeaşi substanţă inofensivă din care sunt alcătuiţi coralii. *

[Notă de subsol]

^ par. 42 Când bacteriile oxidează metanul, se formează un compus numit bicarbonat. Acesta se combină cu ionii de calciu din apa mării şi formează carbonatul de calciu, cunoscut în general drept calcar. Se poate găsi calcar în apropierea tuturor orificiilor din care ţâşneşte apă rece, precum şi în interiorul coşurilor.

[Diagrama/Fotografia de la paginile 4, 5]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

Scoarţa Pământului

Mantaua (rocă parţial topită)

Fosă

Zonă de subducţie

Placă tectonică

Rift

Când plăcile se depărtează, apar rifturile

[Legenda fotografiei]

Dorsala medio-⁠oceanică şerpuieşte în jurul Pământului ca şi cusătura de pe o minge de tenis

[Provenienţa fotografiei]

NOAA/Department of Commerce

[Harta de la pagina 7]

(Pentru modul în care textul apare în pagină, vezi publicaţia)

Principalele rifturi şi fose oceanice

1. Groapa Marianelor

2. Dorsala estică de tip pacific

3. Riftul Galapagos

4. Dorsala medio-⁠oceanică de tip atlantic

[Provenienţa fotografiei]

NOAA/Department of Commerce

[Legenda fotografiei de la pagina 8]

Midii

În Canionul Verde (Golful Mexic), midiile se găsesc la o adâncime de aproximativ un kilometru

[Provenienţa fotografiei]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Fotografia de la paginile 8, 9]

Viermi tubicoli

Delicatele lor pene conţin sânge, bogat în hemoglobină

 [Provenienţa fotografiei]

OAR/National Undersea Research Program

[Legenda fotografiei de la pagina 9]

Crabi

Aceste vieţuitoare se înfruptă, de obicei, din viermii tubicoli

[Provenienţa fotografiei]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Legenda fotografiei de la pagina 9]

Scoici gigantice

Ajungând uneori până la 30 de centimetri în lungime, aceste scoici au fost găsite la aproape 3 kilometri adâncime

[Provenienţa fotografiei]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Legenda fotografiei de la pagina 9]

Unele scoici au fost aduse la suprafaţă

[Provenienţa fotografiei]

Fotografie de William R. Normark, USGS

[Legenda fotografiei de la pagina 9]

Crevete

Unele au două organe asemănătoare ochilor. Dar ce pot să vadă ele în acel întuneric total?

[Provenienţa fotografiei]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Legenda fotografiei de la pagina 11]

Nanobi

Sunt aceştia cele mai mici forme de viaţă de pe planeta noastră?

[Provenienţa fotografiei]

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