Vandenyno dugnas atskleidžia savo paslaptis

KAD perprastume Elvino įgulos regėtų dalykų esmę, reikia šiek tiek pasidomėti Žemės sandara. Žemė po mūsų kojomis, turimais duomenimis, yra tik kietas sluoksnis (litosfera), slūgsantis ant lėtai dreifuojančios išsilydžiusių uolienų masės. Matyt, šis kietas paviršinis sluoksnis yra vidutiniškai 100 kilometrų storio ir tesudaro maždaug 0,6 procento planetos tūrio. Pati paviršinė to sluoksnio dalis, vadinama pluta, yra nevienoda: storesnė žemynų ir tik kokių 6 kilometrų tose vietose, per kurias eina vandenynų vidurio kalnagūbrių sistema.

Be to, kietasis paviršinis sluoksnis nėra vientisas, tarsi nepradaužto kiaušinio lukštas. Jis suskaidytas į keletą didelių, tvirtų bei daugybę mažesnių dalių, vadinamų tektoninėmis plokštėmis. Šios sudaro žemynus bei vandenynų baseinus. Plokštės nėra stabilios. Toldamos viena nuo kitos, jos išretėja ir suformuoja vandenynų vidurio kalnagūbrių riftus. Vidutinis plokščių judėjimo greitis visame pasaulyje yra maždaug 3 centimetrai per metus.

Pagal tektoninių plokščių teoriją, išsiskirdamos išilgai kalnagūbrių sistemos plokštės sudaro sąlygas iš mantijos — sluoksnio, esančio po pluta, — iškilti įkaitusioms uolienoms. Įkaitusi masė vandenyne išilgai riftinės zonos formuoja naują plutą, tačiau plokštės vis tiek nesusilydo. Užuot susijungusios, jos vis tolsta, palikdamos riftinėje  sistemoje didžiulę, niekuomet neužgyjančią žaizdą.

Ties vandenynų vidurio kalnagūbriu plokštė pasidengia nauju sluoksniu, tačiau jos kitas kraštas lėtai slenka po gretima plokšte, panyra į karštą mantiją ir yra joje absorbuojamas. Sritis, kurioje plokštė slysta žemyn, vadinamas Beniofo zona. Šiose zonose yra kai kurie giliausi pasaulyje duburiai. Štai Marianų lovys už Guamo salos Ramiajame vandenyne yra daugiau kaip 11000 metrų gylio. Patalpinus į šį duburį Everestą — aukščiausią sausumos kalną — jo viršūnė atsidurtų 2000 metrų žemiau jūros lygio!

Toksinų oazė!

Būdami nestabilios vulkaninės kilmės, Žemės rutulį juosiantys vandenynų vidurio kalnagūbriai yra aptekę sustingusia lava ir turi daug hidroterminių versmių. Geizeriai iš žemės gelmių išmeta perkaitintą nuodingą vandenį, prisotintą ištirpusių mineralų. Tačiau stebina tai, kad ši nesvetinga karalystė, kurioje, tarp kitko, slėgis šimtus kartų viršija slėgį ties jūros lygiu, ne atbaido, bet patraukia gyvūniją, ir jos čia apstu! Čia gyvena šimtai rūšių įvairių būtybių, tarp jų bakterijos, didieji moliuskai — gal net pėdos ilgio — bei, visų keisčiausia, tiesiog prie vandenyno dugno stipriai prisitvirtinusių  barzdakirmių (Riftia pachyptila) pluoštai, siekiantys 1,8 metro aukštį.

Iškelti į paviršių versmių gyvūnai dvokia nelyginant sugedę kiaušiniai! Tvaiką skleidžia ne kokie puvėsiai, bet vandenilio sulfidas — bjauriai dvokiantis nuodingas chemikalas, kurio hidrotermose gausu. Be to, versmių vanduo labai rūgštingas ir jame daug metalų: vario, magnio, geležies bei cinko. Tačiau šioje aplinkoje, kuri prilyginama nuodingų atliekų sąvartynui, barzdakirmiai bei kiti gyvūnai ne kovoja už išlikimą, bet tarpsta. Kodėl? Kad tai suvoktume, atidžiau patyrinėkime barzdakirmį.

Gyva mįslė

Tyrinėdami barzdakirmius biologai pamatė, jog tai būtybės, kurias galima laikyti gyva mįsle. Jie neturi nei burnos, nei virškinimo sistemos. Kyla klausimas, kaip jie maitinasi bei pasisavina maistą. Mokslininkus apstulbino vienas atradimas: šios kirmėlės turi raudoną kraują — ne kokį kraują primenantį skystį, bet tikrą kraują, kuriame gausu hemoglobino. Kraujas cirkuliuoja po jų kūną bei plunksnišką viršūnėlę.

Įminti mįslę pasidarė dar sunkiau, kai biologai atvėrė gležną barzdakirmio cistą. Joje buvo daugybė bakterijų — maždaug 10 milijardų viename grame audinio! 1980-aisiais viena biologė iškėlė teoriją, kad barzdakirmių gyvybę palaiko simbiozė — reiškinys, kai dvi rūšys sąveikauja dėl abipusės naudos. Tyrinėjimai patvirtino jos hipotezę, jog barzdakirmis maitina bakterijas, o bakterijos maitina kirmėlę.

Barzdakirmiai viršūnėlėmis, tarsi žiaunomis, kaupia deguonį bei anglį — medžiagas, reikalingas, kad bakterijos gamintų maistą. Jos vilnija ne pačiame veržlios versmės vandenyje, nes tai būtų pražūtinga, bet ten, kur vandenyno vanduo (atšalęs kone iki užšalimo) maišosi su versmės vandenimis. Žinoma, šiam maisto gamybos procesui reikalinga energija. Žemės paviršiuje bei viršutiniame vandenyno sluoksnyje, stimuliuodama augalijos augimą, energijos maisto gamybai teikia saulės šviesa. Tačiau į gelmes, kuriose gyvena barzdakirmiai, ji neprasiskverbia.

Energija iš žemės gelmių

Kūrėjas sumaniai sutvarkė, kad žemės gelmės tiektų reikalingą energiją per hidrotermines versmes bei tą bjauriai dvokiantį vandenilio sulfido mišinį. „Saulės šviesos“ vaidmenį atliekantis vandenilio sulfidas versmių gyventojams teikia energiją, reikalingą, kad bakterijos galėtų gamintis maistą. Bakterijos versmių gyvių bendrijai atstoja „augalus“, nes jos sudaro mitybos grandinės pamatą. *

Kad susijungtų visos bakterijoms reikalingos cheminės medžiagos, barzdakirmio kraujas sudarytas iš hemoglobino molekulių, kurios 30 kartų didesnės už žmogaus hemoglobino molekules. Kraujas nugabena chemines medžiagas alkanoms bakterijoms, o šios gamina maistą barzdakirmiui.

Versmių gyvybė — organizmų zoologijos sodas!

Iš tikrųjų joks versmių gyventojas nelieka alkanas, nes bakterijų kilimu nuklota beveik viskas — kartais jų sluoksnis siekia keletą centimetrų! Kai kada daugybė bakterijų — tiesiog gyva sriuba — susispiečia šilto vandens sūkuriuose virš versmių. Daugelis gyvūnų, kaip ir barzdakirmiai, mėgaujasi simbioziniu ryšiu su bakterijomis, tačiau kiti tiesiog minta šiais mikroorganizmais. Versmių bendruomenės tokios vislios bei aktyvios, kad jas galima prilyginti druskožemių, drėgnųjų atogrąžų miškų ar sekliųjų vandenų koralinių rifų gyvūnijai.

Prie versmių jau atrasta apie 300 naujų gyvių rūšių. Tarp jų yra didieji baltieji bei  dvigeldžiai moliuskai (amžinos tamsos karalystėje pigmento netrūksta), aštuonkojai ir rajūs baltieji krabai, besigardžiuojantys gležnomis barzdakirmių viršūnėlėmis. Kirmėlės turi gerą savigynos refleksą ir skubiai įtraukia galiuką į vamzdelį, kuriame jaučiasi saugios.

Kiti versmių gyventojai — tai jūrų vorai, sraigės, krevetės, moliuskai, vėžiagyviai, ungurį primenančios žuvys, vinguriuojančios palei bakterijomis bei siera nuklotą dugną, smulkesnės barzdotųjų kirmėlių gentainės bei kitokios kirmėlės. Tarp jų — kirmėlės „spageti“ bei Pompėjos kirmėlės. „Spageti“ kirmėlės deramai pavadintos, nes primena susivijusius baltus makaronus, karančius ant uolų. Pompėjos kirmėlė unikali tuo, kad gali pakelti 80°C karštį! Žinoma, ant Pompėjos kirmėlių vešinčios versmių bakterijos irgi pajėgia atlaikyti aukštą temperatūrą. *

Paslaptinga šviesa!

1985-aisiais mokslininkai buvo nustebinti netoli versmių aptikę krevečių, kurios turėjo po du akis primenančius organus su šviesai jautriais chemikalais, tačiau be lęšių. Žinoma, iš karto kilo klausimas: ką šie gyvūnai gali matyti visiškos tamsos pasaulyje? Kad išsiaiškintų tai, tyrinėtojai pasinaudojo labai jautriu skaitmeniniu fotoaparatu, kokiu naudojamasi fotografuojant neryškias žvaigždes. Jie nukreipė aparatą į versmę, išjungė visas šviesas ir nufotografavo.

 Rezultatas buvo stulbinantis. Nuotraukoje palei „dūmtraukio“ angą, iš kurios tryško karšto vandens srautas, matėsi „aiški šviesa, turinti griežtus kontūrus“, — sako mokslininkė Sindi Van Dover. Ar krevetės naudojasi ta žmogaus akims nematoma šviesa? Kad ir kaip būtų, atradimas, kad hidroterminės versmės švyti, „atveria kelią naujai tyrinėjimų sričiai“, — priduria Van Dover.

Didžiausia ir mažiausia

Neseniai jūros dugne, kur gausu metano, buvo atrastos didžiausios mokslui žinomos bakterijos. Šios 1997-aisiais aptiktos milžinės, primenančios karolių vėrinį, nuo 100 iki 200 kartų ilgesnės už vidutinę bakteriją. Be to, jos didelės ėdrūnės, nuosėdose nepaliekančios nė pėdsako nuodingų sulfidų. Taip apvaloma teritorija kitiems vandenyno gyvūnams.

Taip pat pastaruoju metu jūros gelmėse, net penkių kilometrų gylyje nuo jūros dugno, buvo atrastas, ko gero, mažiausias žemėje gyvas organizmas! Laikraščio The New York Times pranešime šios esybės, atrastos netoli nuo vakarinių Australijos krantų, pavadintos „tokiomis keistomis, kad sukėlė audringus tarptautinius debatus“. Pagrindinis klausimas yra, ar esybes, pavadintas nanobais (mat jos matuojamos nanometrais, arba milijardosiomis metro dalimis), galima vadinti gyvais organizmais, ar ne. Jos primena grybus, yra maždaug virusų dydžio, turi DNR ir, atrodo, greit dauginasi, sudarydamos dideles kolonijas.

 Dabar atrandama tiek daug gyvybės formų, kad daugelis mokslininkų mano, jog mikrobų pasaulis, slypintis viršutinėje Žemės plutos dalyje, daug gausesnis už visus žemės paviršiaus gyventojus! Šie atradimai iš esmės keičia mokslininkų mąstyseną. Vienas mokslininkas pasakė: „Per keletą pastarųjų metų mikrobiologijos dogmas išmetėme iš galvos. Ši sritis atsinaujino. Iš esmės tai — naujas mokslas.“

Be to, šie iš tikrųjų sudėtingi atradimai pasako mums kai ką daugiau nei tik mokslinius faktus. Tai iš esmės nusakyta Biblijoje: „[Dievo] neregimosios ypatybės — jo amžinoji galybė ir dievystė — nuo pat pasaulio sukūrimo įžvelgiamos protu iš jo kūrinių“ (Romiečiams 1:20). Pavyzdžiui, Dievui labai svarbi švara. Tai akivaizdu iš bakterijų bei kitų jūros gyvūnų, padedančių nukenksminti daugelį nuodų, kuriuos išskiria žemės gelmės bei gendantys organizmai, sėdantys į vandenyno dugną. Be abejo, Dievas rūpinasi planetos bei visų jos gyvių sveikata. Kaip sužinosime iš kito straipsnio, ši Kūrėjo savybė kiekvienai žemės būtybei garantuoja nuostabią ateitį.

[Išnašos]

 [Rėmelis/iliustracija 7 puslapyje]

Kas yra hidrotermos?

Palei vulkaninę vandenynų vidurio kalnagūbrių sistemą pro Žemės plutos plyšius jūros vanduo srūva žemyn į nepaprastai karštas sritis. Ten jis labai smarkiai įkaista, reaguoja su uoliena ir prisisotina chemikalų. Toks vanduo darosi plūdresnis, pakyla iki jūros dugno ir ištrykšta hidrotermomis — karštosiomis versmėmis, arba geizeriais. Kaip rašoma viename žinyne, „galia bei grožiu šie geizeriai lengvai konkuruoja su savo analogais žemėje“.

Be to, tokių jūros dugno versmių vanduo gali būti įkaitęs beveik iki 400°C — karščiau, negu reikia švinui išlydyti! Tačiau slegiamas daugybės kilometrų vandenyno sluoksnio, perkaitintas skystis nevirsta garais. Sunku patikėti, kad vos už keliolikos milimetrų nuo čiurkšlės vandens temperatūra paprastai vos keliais laipsniais viršija užšalimo tašką. Iš versmės trykštanti srovė greitai atvėsta, tad joje esantys mineralai nusėda ant vandenyno dugno, sudarydami kauburius bei „dūmtraukius“. Pastarieji gali iškilti iki 9 metrų. Buvo netgi aptiktas vienas 45 metrų aukščio ir beveik 10 metrų skersmens „dūmtraukis“, kuris tebedidėja!

Hidroterminės versmės tai ištrykšta, tai nurimsta, todėl gyvenimas prie jų nėra saugus. Tačiau kai kurie gyvūnai išvengia pražūties persikeldami prie kitų versmių.

[Šaltinio nuoroda]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Rėmelis/iliustracija 10 puslapyje]

Degus ledas!

Aštuntajame dešimtmetyje, tyrinėdami jūrą netoli Šiaurės Amerikos krantų, mokslininkai atrado nepaprastos medžiagos — metano hidrato — klodus. Tai sušalusio vandens ir degių metano dujų junginys. Metaną išskiria dumble esantys mikrobai. Jie maitinasi vandenyne nusėdusiomis organinėmis medžiagomis. Metanui jungiantis su vandeniu, kurio temperatūra artima užšalimui, susidaro metano hidrato kristalai. Jie primena smulkučius ledo narvelius su metanu viduje. Kristalams susidaryti reikia mažiausiai 500 metrų gylio, o vandens temperatūra turi būti tik truputį aukštesnė už užšalimo. Tokiomis sąlygomis formuojasi metano hidrato kristalai ir susidaro panaši į sniegą putojanti medžiaga. Iškėlus jos gniužulą į paviršių ir uždegus, ji dega rausva liepsna. Po to iš visko lieka tik vandens balutė.

Metano hidratas yra gausūs energijos ištekliai. Mokslininkai paskaičiavo, kad jo yra maždaug dvigubai daugiau nei visų kitų organinio kuro atsargų paėmus kartu! (Organinis kuras — tai anglis, nafta bei gamtinės dujos, kurių pagrindinis komponentas — taip pat metanas.) Deja, šie milžiniški telkiniai kol kas nepasiekiami, nes metano hidratas, paimtas iš aplinkos, kurioje susidaro, labai lengvai išsiskaido.

Metano hidrato kloduose irgi yra versmių bei „dūmtraukių“, tačiau iš jų trykšta šaltas, o ne karštas vanduo, kaip vandenynų vidurio kalnagūbrių sistemoje. Kadangi versmės išmeta nuodingą metaną, vandenilio sulfidą bei amoniaką, jos maitina čia tarpstančias barzdakirmių, jūros moliuskų, chemikalais mintančių bakterijų bei daugybės kitų gyvių bendruomenes. Metanu besimaitinančių bakterijų cheminės atliekos padeda formuotis kalkakmeniui — visai nekenksmingai medžiagai, iš kurios sudaryti ir koralai. *

[Išnaša]

[Schema/iliustracija 4, 5 puslapiuose]

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

Žemės pluta

Mantija (iš dalies išsilydžiusi)

Duburys

Beniofo zona

Tektoninė plokštė

Riftas

Plokštėms tolstant vienai nuo kitos, formuojasi riftai

[Iliustracija]

Vandenynų vidurio kalnagūbrių sistema vingiuoja aplink žemę tarsi teniso kamuoliuko siūlė

[Šaltinio nuoroda]

NOAA/Department of Commerce

[Žemėlapis 7 puslapyje]

(Prašom žiūrėti patį leidinį)

Didesnieji vandenynų riftai bei loviai

1. Marianų lovys

2. Rytų Ramiojo vandenyno pakiluma

3. Galapagų riftas

4. Vidurio Atlanto kalnagūbris

[Šaltinio nuoroda]

NOAA/Department of Commerce

[Iliustracija 8 puslapyje]

Dvigeldžiai moliuskai

Jų randama Meksikos įlankos Žaliajame kanjone, 1 kilometro gylyje

[Šaltinio nuoroda]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Iliustracija 8, 9 puslapiuose]

Barzdakirmiai

Jų gležnose viršūnėlėse yra kraujo, kuriame gausu hemoglobino

 [Šaltinio nuoroda]

OAR/National Undersea Research Program

[Iliustracija 9 puslapyje]

Krabai

Šie gyvūnai dažniausiai vaišinasi barzdakirmiais

[Šaltinio nuoroda]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Iliustracija 9 puslapyje]

Didieji jūrų moliuskai

Šių daugiau kaip 30 centimetrų ilgio gyvūnų randama Ramiojo vandenyno vidurio kalnagūbryje, 3 kilometrų gylyje

[Šaltinio nuoroda]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Iliustracija 9 puslapyje]

Keletas jūros moliuskų buvo iškelta į paviršių

[Šaltinio nuoroda]

Photograph by William R. Normark, USGS

[Iliustracija 9 puslapyje]

Krevetės

Kai kurios turi akis primenančius organus. Tačiau ką jos gali matyti visiškoje tamsoje?

[Šaltinio nuoroda]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Iliustracija 11 puslapyje]

Nanobai

Ar tai mažiausia gyvybės forma žemėje?

[Šaltinio nuoroda]

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