Havsbottnens hemligheter avslöjas

FÖR att kunna förstå det som forskarna i Alvin såg, behöver vi en viss inblick i hur jorden är beskaffad. Man har förstått att marken under våra fötter består av ett hårt lager (som kallas litosfär) som vilar på en massa av hett, trögflytande stenmaterial. Såvitt man vet är detta hårda yttre skikt cirka 10 mil tjockt och utgör bara 0,6 procent av planetens volym. Dess allra yttersta del, skorpan, är ojämn, tjockare under kontinenterna och så tunn som 6 kilometer under det mittoceaniska ryggsystemet.

Detta starka ytterskal är inte ett enda helt stycke, som skalet på ett oskadat ägg. Det ser ut som om det var sönderslaget i flera stora, hårda plattor och många mindre, som alla kallas tektoniska plattor. Dessa bildar kontinenterna och havsbäckena. Plattorna rör sig i förhållande till varandra. Där de rör sig ifrån varandra, tunnas de ut och bildar rifterna i de mittoceaniska ryggarna. Plattorna rör sig med en genomsnittshastighet på omkring 3 centimeter om året.

Enligt den plattektoniska teorin kan het massa från manteln, området under skorpan, stiga, när plattorna driver isär utmed ryggsystemet. Det heta materialet bildar en ny oceanisk jordskorpa längs riftzonen, men detta gör inte att plattorna fogas samman. I stället fortsätter de att driva isär, vilket gör att riftsystemet liknar ett kolossalt sår som aldrig läker.

 Medan en platta får nya lager vid de mittoceaniska ryggarna, glider dess andra yttersta del långsamt ner under sin granne och sjunker ner i den heta manteln under. Där införlivas den med manteln. Det område där en platta sjunker ner kallas subduktionszon. I subduktionszonerna finner man några av världens djupaste gravsänkor. Marianergraven, till exempel, som ligger vid Guam i Stilla havet, är över 11.000 meter djup. Om Mount Everest, som är det högsta berget på land, skulle placeras i den här djuphavsgraven, skulle dess spets ändå vara 2.000 meter under havsytan!

En oas — av giftiga ämnen!

På grund av sin ytterst instabila och vulkaniska karaktär är det världsomspännande mittoceaniska ryggsystemet fullt av lavaströmmar och hydrotermala flöden eller varmvattenkällor. Dessa springor spyr ut en giftig, mycket het blandning av vatten och lösta mineraler från jordens inre. Men denna ogästvänliga värld, som också är under ett tryck som är hundra gånger större än trycket vid havsytan, stöter, fantastiskt nog, inte bort liv, utan drar snarare till sig det — och det i överflöd! Bland de hundratals arter som lever där finner vi bakterier, jättemusslor — som kan bli upp till 30 centimeter långa — och, märkligast av allt, snår av upp till 1,8 meter långa rörmaskar, som har vad som liknar fjädrar och är stadigt förankrade på havsbottnen.

När sådana varelser kommer upp till ytan,  luktar de som ruttna ägg! Stanken beror inte på förruttnelse, utan på svavelväte — ett mycket starkt luktande och ytterst giftigt kemiskt ämne som finns i stora mängder i hydrotermala flöden. Vattnet från öppningarna är också mycket surt och innehåller många metaller, däribland koppar, magnesium, järn och zink. Men faktum är att rörmaskar och andra djur inte bara klarar sig med nöd och näppe i denna miljö — som har jämförts med en plats för giftavfall — utan de trivs här! Hur kan det komma sig? Låt oss för att förstå det ta en närmare titt på rörmasken.

Ett levande mysterium

När biologer undersökte dessa rörmaskar, kunde de konstatera att djuren är ett levande mysterium. De har ingen mun och ingen matsmältningsapparat. Frågan uppstod: Hur äter de och tillgodogör sig födan? Sedan gjorde man en häpnadsväckande upptäckt: Maskarna hade rött blod — inte en blodliknande vätska, utan verkligt blod, rikt på hemoglobin — som cirkulerade i deras kropp och i de fjäderliknande utskotten.

Mystiken tätnade, när biologerna undersökte rörmasken närmare. Dess vävnader bestod av en bakteriekultur sammansatt av 10 miljoner bakterier per gram vävnad! År 1980 var det en biologistuderande som teoretiserade över om rörmasken lever med hjälp av symbios — en anordning där två arter samarbetar till ömsesidig nytta. Forskningen bekräftade hennes hypotes, när den visade att rörmasken, i egenskap av ”värd”, ger mat åt bakterierna, och att bakterierna ger mat åt masken.

Rörmaskens fjädrar fungerar ungefär som gälar och samlar de ingredienser, till exempel syre och kol, som bakterien behöver för att producera föda. Fjädrarna vajar inte direkt i det brännheta utloppsvattnet — det skulle betyda självmord — utan i området där havsvatten som är nära fryspunkten och vatten från utloppet blandas. Naturligtvis kräver denna matproduktion energi. På jordytan — och i övre delen av havet — ger solljuset energi åt matproduktionen genom att få vegetationen att växa. Men solljuset kommer inte någonstans i närheten av rörmaskens hem i avgrundsdjupet.

Energi från jordens inre

På ett genialiskt sätt har Skaparen ordnat med att jordens inre ger den nödvändiga energin via de hydrotermala flödena och det illaluktande ämnet svavelväte. Som ”solljus” i kolonin kring utloppet ger svavelvätet den energi som bakterierna behöver för att sköta sin matproduktion. Under tiden är bakterierna ”växterna” i flödenas samhälle, eftersom de är grunden i utloppens näringskedja. *

För att kunna binda alla de kemiska ämnen som bakterien behöver består rörmaskens blod av hemoglobinmolekyler som är 30 gånger större än hemoglobinmolekyler hos människor. Blodet transporterar dessa kemiska ämnen till de hungriga bakterierna, och bakterierna, i sin tur, producerar mat åt rörmasken.

Livet kring utloppen — en stor samling organismer!

Ingen organism vid utloppen behöver vara hungrig, eftersom bakterierna täcker praktiskt taget allt — ibland i ett flera centimeter tjockt lager! Till och med i de varma virvelströmmarna ovanför utloppen samlas ibland bakterier i stora anhopningar som faktiskt liknar en tjock dimma. Liksom rörmaskarna har vissa djur ett symbiotiskt förhållande med bakterierna, medan andra helt enkelt äter dessa mikroorganismer. Ja, dessa kolonier vid utloppen är så produktiva och verksamma att de har jämförts med saltängar, tropiska regnskogar och korallrev i grunda vatten.

Man har faktiskt redan identifierat 300 nya arter vid utloppen. Bland annat har man funnit vita jättemusslor (pigment behövs inte i en värld med ständigt mörker), bläckfiskar och  glupska vita krabbor som tycker om rörmaskarnas utsökta fjädrar. För att få skydd har maskarna en kvick reflex som snabbt drar in fjädrarna i röret och tryggheten.

Andra organismer som lever vid utloppen är till exempel havsspindlar, sniglar, dansräkor, skålsnäckor, hoppkräftor, ålliknande fiskar som slingrar sig fram på de bakterie- och svaveltäckta ytorna, mindre arter av rörmaskar och andra maskar. Till de senare hör spaghettimaskar och Pompejimaskar. Spaghettimaskarnas namn är passande, eftersom de liknar vit spaghetti som täcker stenarna. Det som gör Pompejimasken unik är dess förmåga att tåla temperaturer på upp till 80 grader Celsius! Naturligtvis tål även utloppsbakterierna som klär Pompejimasken höga temperaturer. *

Ett kusligt ljus!

År 1985 blev forskarna förvånade när de i närheten av utloppen fann räkor som har två ögonliknande organ med ljuskänsliga kemiska ämnen men inga linser. Den första fråga som väcktes var naturligtvis: Vad kunde dessa djur se i en värld i totalt mörker? För att ta reda på det använde forskarna en mycket känslig digitalkamera, en sådan som man använder vid fotografering av ljussvaga stjärnor. De riktade kameran mot ett vattenflöde, släckte alla ljusen och tog en bild.

Resultatet var fantastiskt. Bilden visade ”en dramatisk och tydlig glöd med en klart avgränsad kant”, där hetvattenströmmen lämnade ”skorstenen”, berättar forskaren Cindy Lee Van Dover.  Utnyttjar räkorna detta kusliga ljus, som är osynligt för mänskliga ögon? Hur det än förhåller sig med den saken gör upptäckten att hydrotermala flöden glöder att dörren till ”ett helt nytt forskningsområde” öppnas, tillägger Van Dover.

Det största och det minsta

Nyligen fann man att ett stycke av havsbottnen som var rikt på metan tjänade som hemvist för den största bakterien som forskarna känner till. Dessa jättar, som upptäcktes 1997 och som liknar ett pärlhalsband, är mellan 100 och 200 gånger så långa som en vanlig bakterie. De är också storätare och lämnar knappt några spår av giftiga sulfider i sedimentet, vilket gör området säkert för andra havslevande djur.

Nyligen upptäckte man också i havet vad som kan vara jordens minsta levande organism, även om det i det här fallet var fem kilometer under havsbottnen! I en artikel i The New York Times beskrivs upptäckten, som gjordes utanför kusten vid västra Australien, som ”så bisarr att den har gett upphov åt en våldsam, internationell debatt”. Det saken framför allt gäller är om dessa existenser — som kallas nanober, eftersom storleken mäts i nanometer, dvs. en miljarddels meter — är levande organismer eller inte. De liknar svampar, har ungefär samma storlek som virus, har DNA och tycks reproducera sig snabbt och bilda täta kolonier.

Man har nu upptäckt så mycket liv att många forskare tror att den totala mängden mikroorganismer som döljs inne i den  övre jordskorpan kanske i hög grad överstiger den mängd liv som finns på hela jordytan! Dessa upptäckter kan leda till en revolution, när det gäller vetenskapligt tänkande. En forskare säger: ”Mikrobiologins dogmer har förkastats under de senaste åren. Området har återupptäckt sig självt. Det är i grund och botten en ny vetenskap.”

Vad mer är: Dessa verkligt betydelsefulla upptäckter lär oss någonting som överträffar vetenskapen. Bibeln fångar själva andemeningen i denna insikt: ”[Guds] osynliga egenskaper ses ... tydligt alltifrån världens skapelse, eftersom de uppfattas genom de ting som är gjorda.” (Romarna 1:20) Gud ser till exempel väldigt noga på renhet. Detta ser man tydligt i bakterierna och andra havsvarelser som hjälper till att avlägsna många ämnen som kan vara giftiga och som kommer från jordens inre och från ruttnande material som sjunker ner genom havet. Det är tydligt att Gud är intresserad av att planeten och allt levande som finns på den mår bra. Som vi kommer att se i följande artikel är detta personlighetsdrag hos Skaparen en garanti för en underbar framtid för allt liv på jorden.

[Fotnoter]

 [Ruta/Bild på sidan 7]

Vad är hydrotermala flöden?

Längs det vulkaniska mittoceaniska ryggsystemet tränger havsvatten ner genom sprickor i jordskorpan till områden som är extremt heta. Vattnet blir då överhettat, reagerar med berggrunden och absorberar ett antal kemiska ämnen. Det blir också mer lättflytande, stiger upp till havsbottnen och bildar hydrotermala flöden — hydrotermala källor eller gejsrar. Dessa ”står sig bra jämfört med sina motsvarigheter på land, när det gäller styrka och skådespel”, läser vi i en bok.

Dessutom kan temperaturen i dessa havsbottenkällor stiga till 400 grader Celsius, vilket är hetare än smält bly! Men på grund av trycket från flera kilometers havsvatten omvandlas inte den överhettade vätskan till ånga. Bara någon eller några centimeter från den heta strålen är temperaturen i det omgivande havsvattnet, märkligt nog, vanligtvis bara några grader över fryspunkten. Mineraler som fälls ut ur de snabbt svalnande källorna sjunker till havsbottnen, där de bildar små kullar och ”skorstenar”. De senare kan bli upp till 9 meter höga. En ”skorsten” som man upptäckte var faktiskt 45 meter hög och hade en diameter på nästan 10 meter, och den växte fortfarande!

Hydrotermala flöden kan uppkomma och upphöra sporadiskt, vilket gör livet runt dem osäkert. Vissa organismer kan dock överleva genom att flytta till andra utlopp.

[Bildkälla]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Ruta/Bild på sidan 10]

Lättantändlig is!

I början av 1970-talet upptäckte forskare som arbetade utanför Nordamerikas kust lager av ett märkligt ämne som kallas metanhydrat — en förening av fruset vatten och den lättantändliga gasen metan. Metan avges av mikrober som finns i bottenslammet. Dessa mikrober äter organiskt material som har sjunkit ner genom havsvattnet. Metanet förenar sig sedan med vattnet, som är nära fryspunkten, och bildar då metanhydratkristaller. Dessa kristaller är som små burar av is som håller metanet inspärrat. För att det skall bildas sådana kristaller måste vattnets temperatur ligga precis över fryspunkten, och havsbottnen måste ligga minst 500 meter under havsytan. När det råder sådana betingelser, växer metanhydratkristallerna och bildar en skummande, snöliknande massa. När man hämtar upp en klump av den och tänder eld på den, börjar den brinna med rödaktig låga. Allt som blir kvar är en vattenpöl.

Metanhydrat är en rik energikälla. Forskarna beräknar att det finns dubbelt så mycket av detta ämne som av alla andra fossila bränslen tillsammans! (Till de fossila bränslena hör kol och olja liksom naturgas, som huvudsakligen utgörs av metangas.) Men hittills har dessa enorma tillgångar varit oåtkomliga, eftersom metanhydrat snabbt sönderdelas, när den tas från den miljö, där den bildas.

I lagren av metanhydrat finns också utlopp och ”skorstenar”, men vätskan som strömmar ut från dessa är kall, till skillnad från de heta källorna på det mittoceaniska ryggsystemet. Dessa utlopp släpper ut giftiga ”plymer” av metangas, svavelväte och ammoniak och ger näring åt blomstrande samhällen av rörmaskar, musslor, kemikalieätande bakterier och många andra organismer. De kemiska avfallsprodukterna från dessa metanätande bakterier blir råmaterial för kalksten — samma ofarliga ämne som koraller består av. *

[Fotnot]

[Diagram/Bild på sidorna 4, 5]

(För formaterad text, se publikationen)

Jordskorpan

Jordmanteln (delvis smält)

Djuphavsgrav

Subduktionszon

Tektonisk platta

Rift

När plattor glider isär, bildas rifter

[Bild]

Det mittoceaniska ryggsystemet slingrar sig runt jorden som sömmen i en tennisboll

[Bildkälla]

NOAA/Department of Commerce

[Karta på sidan 7]

(För formaterad text, se publikationen)

Stora havsrifter och djuphavsgravar

1. Marianergraven

2. Östra stillahavsryggen

3. Galápagosriften

4. Atlantiska centralryggen

[Bildkälla]

NOAA/Department of Commerce

[Bild på sidan 8]

Musslor

Musslor finner man på 800 meters djup i Green Canyon i Mexikanska golfen

[Bildkälla]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Bild på sidorna 8, 9]

Rörmaskar

Deras utsökta fjädrar innehåller blod, som är rikt på hemoglobin

 [Bildkälla]

OAR/National Undersea Research Program

[Bild på sidan 9]

Krabbor

Dessa varelser brukar kalasa på rörmaskar

[Bildkälla]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Bild på sidan 9]

Jättemusslor

Dessa kan bli upp till 30 centimeter långa, och man fann dem på ett djup av 2.700 meter

[Bildkälla]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Bild på sidan 9]

Några musslor togs upp till ytan

[Bildkälla]

Foto: William R. Normark, USGS

[Bild på sidan 9]

Räkor

Några har två ögonliknande organ. Men vad kan de se i totalt mörker?

[Bildkälla]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Bild på sidan 11]

Nanober

Är detta de minsta livsformerna på jorden?

[Bildkälla]

Doktor Philippa J. R. Uwins/University of Queensland