Ookeanisügavuste saladused paljastuvad

SELLEKS et mõista, mida „Alvinil” olnud teadlased nägid, on meil vaja veidi teadmisi selle kohta, milline on maakera ehitus. Maa meie jalge all arvatakse olevat kaetud jäiga väliskestaga (litosfäär), mis lasub voolaval sulakivimil. Ilmselt on see jäik väliskest keskeltläbi 100 kilomeetri paksune ning moodustab planeedi ruumalast vaid ligikaudu 0,6 protsenti. Litosfääri ülemine kest maakoor on ebaühtlane, see on paksem kontinentide all, kuid kõigest 6 kilomeetri paksune ookeanide keskmäestike süsteemi all.

Peale selle ei koosne see jäik ülemine kest ühest tükist nagu terve munakoor, vaid näib hoopiski olevat jagunenud mitmeks suureks jäigaks plaadiks ja paljudeks väikesteks plaatideks, mida kõiki kutsutakse laamadeks. Need laamad moodustavadki mandrid ja ookeanipõhjad. Laamad liiguvad üksteise suhtes. Seal, kus nad üksteisest lahknevad, muutuvad nad õhemaks ning nii tekivad ookeanide keskmäestike riftid. Laamad liiguvad keskmiselt umbes 3 sentimeetrit aastas.

Laamtektoonika teooria järgi kerkib laamade lahknemise tagajärjel piki mäestikusüsteemi maakoore alt, Maa vahevööst, üles magmat. See tuline sulam moodustab riftivööndis uue ookeanilise maakoore, kuid see ei tähenda veel, et laamad sellepärast ühte sulaksid.  Selle asemel jätkavad nad üksteisest eemaldumist, mistõttu see riftisüsteem meenutab massiivset paranematut haava.

Samal ajal kui ookeanilise keskmäestiku poolses osas saab laama uusi kihte juurde, libiseb teine serv aeglaselt kõrvaloleva laama alla ning sukeldub Maa kuuma vahevöösse. Seal sulab laama vahevööga üheks. Seda ala, kus laama sukeldub, nimetatakse subduktsiooni- ehk neeldumisvööndiks. Subduktsioonivööndis asuvad maailma sügavaimad vagumused. Näiteks Mariaani süvik, mis paikneb Guami ranniku lähedal Vaikses ookeanis, on üle 11 000 meetri sügavune. Kui Džomolungma, maismaa kõrgeim mägi, selles süvikus asuks, oleks selle tipp ikkagi 2000 meetrit allpool merepinda.

Toksiinide oaas

Kuna ümber maakera kulgev ookeanide keskmäestike süsteem on äärmiselt ebastabiilne ja vulkaaniline, leidub seal kõikjal tardunud laavat ja kuumi allikaid. Need allikad purskavad maa seest välja vee ja lahustunud mineraalide ülikuuma toksilist segu. On üllatav, et selles karmis maailmas, mis on ka sadu kordi suurema rõhu all kui mere pinnakihid, elu mitte üksnes ei eksisteeri, vaid lausa kihab. Seal elavate sadade liikide hulka kuuluvad bakterid, hiiglaslikud karbid – ehk isegi 30 sentimeetri pikkused – ning tugevasti  merepõhja kinnitunud kuni kahe meetri pikkused puntrais kasvavad veripunaste kombitsatega habeloomad, kes on sealsetest asukatest kõige kummalisemad.

Kui need kuumade allikate loomakesed veepinnale tuua, haisevad nad nagu mädamunad. See lehk ei tulene mitte mädanemisest, vaid vesiniksulfiidist – halvalõhnalisest ja väga mürgisest kemikaalist, mida on kuumade allikate juures ohtralt. Allikate vesi on ka väga happeline ning sisaldab palju metalle, näiteks vaske, magneesiumit, rauda ja tsinki. Kuid selle asemel et habeloomad sellises toksiliste jäätmete ladestuspaigaga võrreldud keskkonnas vaid kiratseksid, elavad nemad ja teised olesed seal lausa suurepäraselt. Kuidas on see võimalik? Et seda mõista, vaadelgem habeloomi lähemalt.

Elav mõistatus

Kui bioloogid habeloomi uurisid, leidsid nad, et need loomad on elavaks mõistatuseks. Neil pole ei suud ega seedekulglat. Tekkis küsimus, kuidas saavad nad süüa ja toitu seedida. Siis tehti hämmastav avastus: habeloomadel on punane veri, mitte veretaoline vedelik, vaid hemoglobiinirikas päris veri, mis ringleb nii nende kehas kui ka sulgi meenutavates kombitsates.

Asi muutus veelgi põnevamaks, kui bioloogid avasid habelooma lõdva kotja kehaõõne. Selle koed sisaldasid üht liiki bakterit; umbes ühe grammi koe kohta oli ligikaudu 10 miljardit bakterit. 1980. aastal teoretiseeris üks bioloogiaüliõpilane, et habeloomad elavad teise liigiga sümbioosis (vastastikku kasulik kooselu kahe eri liigi vahel). Uurimistööd kinnitasid tema hüpoteesi, näidates, et habeloomad kui peremehed toidavad baktereid, bakterid aga habeloomi.

Lõpustega sarnaselt koguvad habelooma kombitsad hapnikku ja süsinikku, mida bakterid vajavad toidu tootmiseks. Kombitsad ei õõtsu otse põletavas allikavees, see oleks enesetapp, vaid selle koha lähedal, kus peaaegu külmuv merevesi ja allikavesi segunevad. Muidugi nõuab see toidutootmisprotsess energiat. Maismaal ja ookeani pinnakihtides annab toidu tootmiseks energiat päikesevalgus, mis paneb taimestiku kasvama. Kuid habeloomade elupaigas, sügavas ookeanipõhjas, päikesevalgus puudub.

Energia Maa sisemusest

Looja on lahendanud selle olukorra väga leidlikult: sealne loomariik saab vajalikku energiat Maa sisemusest kuumade allikate kaudu ja seda annab ebameeldiva lõhnaga vesiniksulfiid. Kuumade allikate elukoosluse „päikesevalgus” ehk vesiniksulfiid annab energiat, mida bakterid vajavad toidu tootmiseks. Bakterid on aga kuumade allikate elukoosluse „taimed”, sest nad on sealse toitumisahela aluseks. *

Selleks et siduda kõiki kemikaale, mida bakterid vajavad, on habeloomade vere hemoglobiinimolekulid 30 korda suuremad kui inimese omad. Veri transpordib need kemikaalid näljastele bakteritele, bakterid aga toodavad habeloomadele toitu.

Kuumad allikad kui loomaaiad

Nälga ei tohiks küll ükski allikate oles tunda, sest kõik kohad on kaetud bakteritega, mõnes kohas isegi mitme sentimeetri paksuselt. Isegi allikate kohal kuumas veekeerises moodustavad bakterid vahel midagi lumetuisutaolist, justkui elava supi. Sarnaselt habeloomadega on bakteritega sümbioosis ka teised olesed, mõned loomad aga toituvad nendest mikroorganismidest otseselt. Merepõhjaallikate kooslused on nii produktiivsed ja elujõulised, et neid on võrreldud isegi padurate, troopiliste vihmametsade ning madalaveeliste korallriffidega.

Allikate läheduses on juba avastatud ligikaudu 300 uut liiki. Nende hulka kuuluvad  hiiglaslikud valged karbid ja muud molluskid (pigment on igavese öö maailmas üleliigne), kaheksajalad ning aplad valged krabid, kes söövad habeloomade hõrku kombitsaid. Kaitseks tõmbavad need loomad kärmelt oma kombitsad toru sisse, milles nad elavad.

Veel elab neis paigus hiidjalgseid, tigusid, krevette, liud- ja kilpkodalasi, aerjalalisi, emakalalasi, kes liuglevad bakterite ja väävliga kaetud pindade kohal, väiksemaid habeloomade liike ja mitmesuguseid usse. Viimaste hulka kuuluvad neelhingsed ja Alvinella pompejana ussid. Neelhingsete hulka kuuluvad spagetiussideks (Saxipendium coronatum) kutsutavad ussid meenutavad peotäit valgeid spagette, mis katavad kivisid. Alvinella pompejana liigi ainulaadsus seisneb selles, et ta suudab elada kuni 80-kraadises kuumuses. Muidugi suudavad kõrge temperatuuri juures elada ka bakterid, mis viimatimainitud ussi katavad. *

Kummaline valgus

1985. aastal olid teadlased üllatunud, kui leidsid allikate lähedalt krevette, kellel on kaks silmataolist valgustundlike kemikaalidega organit, kuid kellel puuduvad läätsed. Kõigepealt tekkis muidugi küsimus, mida võiksid need loomad sellises pilkases pimeduses näha. Et seda teada saada, kasutasid uurijad väga tundlikku digitaalkaamerat, millega pildistatakse ka ähmaseid tähti. Nad suunasid kaamera allika poole, kustutasid kõik tuled ning pildistasid.

 Tulemus oli hämmastav. Pildil oli näha „võimsat selgesti nähtavat hõõgust” kohas, kus kuuma vee vool „korstnast” välja purskas, ütleb teadlane Cindy Lee Van Dover. Kas saavad krevetid mingit kasu sellest kummalisest valgusest, mis on inimsilmadele nähtamatu? Ükskõik milline ka vastus poleks, avab see avastus terve uue uurimispõllu, lisab Van Dover.

Suurim ja väikseim

Hiljuti leiti ühelt merepõhja metaanirikkalt alalt suurim teadaolev bakter. Need 1997. aastal leitud hiiglaslikud bakterid, mis meenutavad pärlikeed, on 100 kuni 200 korda suuremad kui keskmised bakterid. Nad on ka suured söödikud, kes õgivad merepõhjasetted tühjaks toksilistest sulfiididest, ning tänu sellele saavad seal elada teisedki mereloomad.

Hiljuti leiti merest ka arvatavalt kõige väiksem elusorganism, ja seda viis kilomeetrit allpool merepõhja. „The New York Times” kommenteerib seda avastust, mis tehti Lääne-Austraalia ranniku lähedal, kui midagi nii veidrat, mis on tekitanud tulise rahvusvahelise vaidluse. Peamiselt tekitab vaidlusi see, kas need olesed, keda kutsutakse nanoobideks (kuna neid mõõdetakse nanomeetrites ehk miljardik meetrites), on elusolendid. Nad meenutavad seeni, on ligikaudu sama suured kui viirused, neil on DNA ning näib, et nad paljunevad kiiresti, moodustades tihedaid kolooniaid.

Kuna viimasel ajal on avastatud nii palju  uut elu, arvavad paljud teadlased, et maakera ülemise koore sees peidus olevate mikroobide kogumass võib ületada kaugelt kõigi ülejäänud organismide massi. Need avastused kutsuvad esile revolutsiooni teaduses. Üks teadlane ütles: „Paari viimase aasta jooksul on mikrobioloogia dogmad kõrvale heidetud. Seda ala tuleb otsast peale uurima hakata. See on tegelikult justkui uus teadus.”

Kuid peale teadusliku külje õpetavad need suured avastused meile veel midagi. Piibel annab edasi selle tuuma: „Tema [Jumala] nähtamatut olu, nii tema igavest väge kui jumalikku olemist, nähakse, kui neid pannakse tähele, tema tegudes maailma loomisest alates” (Roomlastele 1:20). Näiteks on Jumalale väga tähtis puhtus. See ilmneb sellest, et bakterid ja teised mereolesed aitavad kõrvaldada paljusid võimalikke mürke, mis on pärit maa sisemusest ja ookeani põhja ladestunud kõdunevast materjalist. On selge, et Jumal on huvitatud maakera puhtusest ja kõigi elusolendite tervislikust seisundist. Nagu näeme järgmisest artiklist, garanteerib see Looja omadus suurepärase tuleviku kõigile maa peal elavatele olenditele.

[Allmärkused]

 [Kast/pilt lk 7]

Kuumad allikad

Vulkaanilises ookeanide keskmäestike süsteemis tungib merevesi maakoores olevate pragude kaudu väga kuumadesse paikadesse. Seal muutub vesi ülikuumaks, reageerib kivimiga ning absorbeerib mitmeid kemikaale. Samuti kerkib vesi ülespoole, merepõhjani, mistõttu moodustuvad kuumad allikad ehk geisrid. Nagu ütleb üks teos, on need oma jõu ja vaatepildi poolest väga sarnased maismaal asuvate geisritega.

Nende merepõhja allikate temperatuur võib tõusta 400 kraadini, mis on kuumem kui sulaplii. Ent kilomeetrite sügavuse vee surve tõttu ei muutu see ülikuum vedelik auruks. On üllatav, et vaid mõne millimeetri kaugusel kuumast joast on vee temperatuur tavaliselt kõigest paar kraadi külmumistemperatuurist kõrgem. Mineraalid, mis paiskuvad välja kiiresti jahtuvatest allikatest, settivad merepõhja, kus nad moodustavad valle ja „korstnaid”. Need korstnad võivad kasvada isegi 9 meetri kõrguseks. Üks korsten oli koguni 45 meetri kõrgune ja selle läbimõõt peaaegu 10 meetrit ning see kasvab veelgi.

Kuumad allikad võivad oma tegevuse lõpetada ja siis seda uuesti alustada, mis teeb elu nende ümbruses ebakindlaks. Mõned olesed aga võivad jääda ellu tänu sellele, et liiguvad ühe allika vaibumise korral teiste allikate juurde.

[Allikaviide]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Kast/pilt lk 10]

Süttiv jää

1970. aastate alguses avastasid Põhja-Ameerika ranniku lähedal töötavad teadlased lasundeid tähelepanuväärset ainet nimega metaanhüdraat, mis koosneb jääst ja kergestisüttivast gaasist metaanist. Metaan moodustub muda sees elavate mikroobide elutegevuse käigus. Need mikroobid lagundavad ookeani põhja vajunud orgaanilist ainet. Metaan ühineb peaaegu külmunud veega, misjärel moodustuvad metaanhüdraadi kristallid. Need kristallid on nagu imetilluksed jääpuurid, mis metaani enda sees hoiavad. Et kristallid saaksid moodustuda, peab vee temperatuur olema külmumispunktist veidi kõrgem ning mere sügavus peab olema vähemalt 500 meetrit. Kui need tingimused on täidetud, hakkavad metaanhüdraadi kristallid kasvama, moodustades kobrutavat lumetaolist ollust. Kui seda ainet tuua vee pinnale ning see põlema süüdata, põleb see punaka leegiga. Sellest ollusest jääb järele vaid veeloik.

Metaanhüdraat on rikkalik energiaallikas. Teadlaste hinnangute kohaselt on selle lasundeid umbes kaks korda rohkem kui kõigi teiste fossiilkütuste varusid kokku. (Fossiilkütuste hulka kuuluvad kivisüsi, nafta ja maagaas, mille peamiseks koostisosaks on samuti metaan.) Seniajani pole aga see määratu ressurss inimestele kättesaadav, kuna metaanhüdraat laguneb kergesti, kui see oma keskkonnast välja viia.

Metaanhüdraadi lasundid sisaldavad ka allikaid ja korstnaid, kuid vedelik, mis nendest välja purskab, on külm, vastupidiselt ookeanide keskmäestike süsteemi kuumadele allikatele. Kuna aga allikatest vallandub toksilist metaani, vesiniksulfiidi ja ammoniaaki, toidavad need habeloomade, karpide, kemikaale söövate bakterite ja paljude teiste oleste elujõulisi kolooniaid. Metaanist toituvate bakterite keemilistest jäätmetest moodustub lubjakivi, seesama kahjutu aine, millest koosnevad ka korallid. *

[Allmärkus]

[Joonis/pilt lk 4, 5]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

Maakoor

Vahevöö (osaliselt sula)

Süvik

Subduktsioonivöönd

Laama

Rift

Laamade lahknemisel moodustub rift

[Pilt]

Ookeanide keskmäestik kulgeb ümber maakera nagu tennisepalli õmblus

[Allikaviide]

NOAA/Department of Commerce

[Kaart lk 7]

(Kujundatud teksti vaata trükitud väljaandest.)

Suuremad ookeaniriftid ja süvikud

1. Mariaani süvik

2. Vaikse ookeani Idaahelik

3. Galápagose rift

4. Atlandi Keskahelik

[Allikaviide]

NOAA/Department of Commerce

[Pilt lk 8]

Molluskid

Molluskeid võib leida Mehhiko lahest kilomeetri sügavuselt Rohelisest kanjonist

[Allikaviide]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Pilt lk 8, 9]

Habeloomad

Nende õrnad kombitsad sisaldavad hemoglobiinirikast verd

 [Allikaviide]

OAR/National Undersea Research Program

[Pilt lk 9]

Krabid

Need loomad toituvad üldiselt habeloomadest

[Allikaviide]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Pilt lk 9]

Hiiglaslikud karbid

Neid, umbes 30 sentimeetri pikkuseid oleseid, leiti 3 kilomeetri sügavuselt

[Allikaviide]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Pilt lk 9]

Mõned karbid toodi veepinnale

[Allikaviide]

Foto: William R. Normark, USGS

[Pilt lk 9]

Krevetid

Mõningatel on kaks silmataolist organit. Mida nad aga pilkases pimeduses näevad?

[Allikaviide]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Pilt lk 11]

Nanoobid

Kas nad on maakera väikseimad eluvormid?

[Allikaviide]

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