Havbunnen åpenbarer sine hemmeligheter

FOR å forstå betydningen av det forskerne om bord i «Alvin» fikk se, må vi ha en viss kjennskap til jordens indre oppbygning. Man har sluttet seg til at grunnen under føttene våre består av et stivt lag (kalt litosfæren) som hviler på en smeltet, sakteflytende steinmasse. Det ser ut til at det stive, ytre laget har en gjennomsnittlig tykkelse på rundt 100 kilometer og bare utgjør omkring 0,6 prosent av klodens volum. Den ytterste delen, jordskorpen, er ujevn; den er tykkere under kontinentene og så tynn som seks kilometer under midthavsryggene.

Dette faste, ytre skallet er dessuten ikke i ett stykke, som skallet på et uskadd egg. Det later i stedet til å være delt opp i en rekke store og mange små stive plater, som alle sammen kalles tektoniske plater. Disse utgjør kontinenter og havbekkener. Platene beveger seg i forhold til hverandre. På steder der de glir fra hverandre, blir de tynnere og frambringer riftene i midthavsryggene. På verdensbasis har platene en gjennomsnittlig bevegelseshastighet på omkring tre centimeter i året.

Etter hvert som platene fjerner seg fra hverandre langs midthavsryggene, gir de ifølge den platetektoniske teorien rom for at varm steinmasse fra mantelen, området under skorpen, stiger opp. Den varme massen danner ny havbunnsskorpe langs riftsonen, men dette fører ikke til at platene smelter  sammen. I stedet fortsetter de å bevege seg i hver sin retning, slik at riftsystemet ligner et stort sår som aldri heles.

Samtidig som en plate får tilskudd av nye lag ved midthavsryggene, glir dens motsatte ytterkant langsomt inn under den tilgrensende platen og blir presset ned i den varme mantelen under. Der smelter den sammen med mantelen. Det området der en plate blir presset ned, kalles en subduksjonssone. Subduksjonssonene rommer noen av verdens dypeste groper. Marianegropen utenfor Guam i Stillehavet er for eksempel over 11 000 meter dyp. Hvis Mount Everest, det høyeste fjellet på landjorden, ble plassert i denne gropen, ville toppen befinne seg mer enn 2000 meter under havflaten.

En oase — av giftstoffer!

På grunn av sin høyst ustabile og vulkanske natur er de verdensomspennende midthavsryggene fulle av lavastrømmer og hydrotermale kilder. Kildene spyr ut en giftig, overhetet blanding av vann og oppløste mineraler fra jordens indre. Det utrolige er at dette ugjestmilde miljøet, der trykket dessuten er flere hundre ganger større enn ved havets overflate, ikke virker avskrekkende på alt liv. I stedet tiltrekker det seg liv — og det i overflod! Blant de flere hundre artene som lever der, er bakterier, kjempemuslinger — kanskje 30 centimeter lange — og, rarest av alt, mengder av rørormer, som er fast forankret til havbunnen og kan være opptil 180 centimeter høye.

 Når skapninger fra slike steder blir brakt opp til overflaten, lukter de som råtne egg. Stanken kommer ikke av forråtnelse, men av hydrogensulfid — et illeluktende og svært giftig kjemisk stoff som finnes i rikelige mengder i hydrotermale kilder. Vannet fra disse kildene er dessuten svært surt og inneholder en rekke metaller, deriblant kobber, magnesium, jern og sink. Likevel er det ikke slik at rørormer og andre skapninger bare så vidt overlever i dette miljøet — som er blitt sammenlignet med en fyllplass for giftig avfall. Nei, de trives! Hvordan kan det ha seg? For å finne svaret på det skal vi se litt nærmere på rørormen.

Et levende mysterium

Da biologer undersøkte rørormene, fant de at disse dyrene er et levende mysterium. De hadde ingen munn og ikke noe fordøyelsesapparat. Spørsmålet var: Hvordan tok de til seg næring? Det ble så gjort en forbløffende oppdagelse: Ormene hadde rødt blod — ikke en blodlignende væske, men virkelig blod rikt på hemoglobin — som sirkulerte gjennom kroppen og de fjærlignende børstene.

Mysteriet ble enda større da biologene åpnet den løse sekken i rørormens kropp. Vevet der inneholdt en bakteriekultur som bestod av omkring ti milliarder bakterier pr. gram vev. I 1980 lanserte en biologistudent den teori at rørormen livberger seg ved hjelp av symbiose — en ordning der to arter inngår et samarbeid som begge har fordel av. Senere forskning bekreftet denne hypotesen ved å vise at rørormen, som vert, skaffer bakteriene næring, og bakteriene på sin side skaffer ormen næring.

Rørormens børster fungerer som en slags gjeller som samler de ingrediensene, blant annet oksygen og karbon, som bakteriene trenger for å produsere næring. Børstene vaier ikke direkte i det brennhete vannet fra kildene — det ville være selvmord — men i området like ved, der iskaldt sjøvann og vann fra kildene blander seg. Denne næringsproduksjonen krever naturlig nok energi. På jordoverflaten — og i den øvre delen av havene — gir sollyset energi til næringsproduksjon ved å få plantene til å vokse. Men sollyset er ikke i nærheten av å trenge ned til rørormens hjem i dyphavet.

Energi fra jordens indre

Skaperen har på en sinnrik måte sørget for at jordens indre frambringer den nødvendige energien gjennom de hydrotermale kildene og det illeluktende stoffet hydrogensulfid. «Sollyset» i denne sammenhengen, hydrogensulfid, skaffer til veie den energien som bakteriene trenger for å gjennomføre sin næringsproduksjon. Bakteriene har rollen som «planter», for de utgjør grunnvollen i næringskjeden. *

For å kunne binde alle de kjemiske stoffene som bakteriene trenger, er rørormens blod sammensatt av hemoglobinmolekyler som er 30 ganger større enn hemoglobinmolekylene hos mennesker. Blodet frakter disse kjemiske stoffene til de sultne bakteriene, som på sin side produserer næring til rørormen.

Livet ved de varme kildene — et mylder av organismer

Det er ingen skapning ved de varme kildene som behøver å sulte, for bakteriene legger seg som et teppe over praktisk talt alt — dette kan til tider være flere centimeter tykt. Selv i den varme turbulensen rett over kildene, samler det seg noen ganger store mengder bakterier, som derved danner en levende suppe. I likhet med rørormen lever noen dyr i symbiose med bakteriene, mens andre beiter direkte på disse mikroorganismene. Ja, miljøet ved de varme kildene er så produktivt og fullt av liv at det er blitt sammenlignet med marskland, tropiske regnskoger og korallrev på grunt vann.

Det er allerede blitt påvist omkring 300 nye arter i dette miljøet. Blant dem finnes hvite kjempemuslinger (pigment er overflødig i en  verden av evig mørke), blekkspruter og glupske hvite krabber som mesker seg med rørormenes børster. Som beskyttelse har ormene en kjapp refleks som øyeblikkelig trekker børstene inn i det trygge røret.

Andre skapninger som holder til ved de varme kildene, er havedderkopper, snegler, reker, albuskjell, hoppekreps, ållignende fisker som glir omkring på et underlag som er dekket av bakterier eller svovel, mindre arter av rørormer og andre ormer. De sistnevnte innbefatter spagettiormer og pompeiiormer. Betegnelsen spagettiormer skyldes at disse ormene ligner spagetti som ligger spredt utover steingrunnen. Pompeiiormene har den unike egenskap at de tåler temperaturer på opptil 80 grader. De er dekket av bakterier som naturligvis også tåler høye temperaturer. *

Et eiendommelig lys

I 1985 ble forskere overrasket over å oppdage at det i nærheten av de varme kildene finnes reker som har to øyelignende organer med lysfølsomme kjemiske stoffer, men ingen linser. Det første spørsmålet de stilte seg, var naturlig nok: Hva kan disse skapningene se i en verden av totalt mørke? For å finne svaret gjorde forskerne bruk av et svært følsomt digitalt kamera, et slikt som man bruker for å fotografere svake stjerner. De rettet kameraet mot en varm kilde, slokket all kunstig belysning og tok et bilde.

Resultatet var forbløffende. Bildet viste «et oppsiktsvekkende, tydelig lysskjær med en skarpt definert kant» der strålen av varmt vann kom opp av skorsteinen, sier forskeren Cindy Lee Van Dover. Drar rekene nytte av dette eiendommelige lyset, som er  usynlig for det menneskelige øye? Hvordan det enn forholder seg, har oppdagelsen av lysskjæret fra de hydrotermale kildene «banet veien for et helt nytt forskningsområde,» tilføyer Van Dover.

De største og de minste

I 1997 ble det oppdaget at et område på havbunnen som er rikt på metan, huser de største bakteriene vitenskapen kjenner. Disse kjempene, som ligner et perlekjede, er mellom 100 og 200 ganger større enn en gjennomsnittsbakterie. De er dessuten storetere og lar det knapt nok bli spor igjen av giftige sulfider i avleiringene, slik at andre marine skapninger kan leve i dette området.

Det som kanskje er jordens minste levende organisme, ble også nylig oppdaget under havet, men i dette tilfellet fem kilometer under havbunnen! En artikkel i avisen The New York Times beskriver oppdagelsen, som ble gjort utenfor Vest-Australia, som «så underlig at den har utløst en opphetet internasjonal debatt». Det springende punkt i debatten er om disse strukturene — som kalles nanober fordi de har en størrelse som måles i nanometer, eller milliarddeler av en meter — er levende organismer eller ikke. De ligner på sopp, er omtrent like store som virus, har DNA og later til å reprodusere seg raskt, slik at de danner store kolonier.

Det blir nå oppdaget så mye liv at mange forskere tror at den totale mengden av mikrobielt liv skjult i jordens øvre skorpe kan være langt større enn mengden av alt liv på jordens overflate. Disse oppdagelsene har gitt støtet  til en revolusjon innenfor den vitenskapelige tenkning. En forsker sa: «Mikrobiologiens dogmer har havnet på skraphaugen i de senere årene. Feltet har gjenoppdaget seg selv. Det er i alt vesentlig en ny vitenskap.»

Disse dyptgående oppdagelsene lærer oss dessuten noe som overgår all vitenskap. Bibelen sier treffende: «[Guds] usynlige egenskaper ses tydelig fra verdens skapelse av, ja hans evige kraft og guddommelighet, ettersom de oppfattes gjennom de ting som er dannet.» (Romerne 1: 20) Gud legger for eksempel vekt på renslighet. Det forstår vi når vi blir kjent med hvordan bakterier og andre organismer i havet bidrar til å nøytralisere mange potensielle giftstoffer som kommer fra jordens indre og fra råtnende materiale som synker ned på havbunnen. Gud ønsker tydeligvis at jorden og alle levende vesener på den skal være ved god helse. Som vi skal se i den neste artikkelen, utgjør dette karaktertrekket ved Skaperen en garanti for at alt liv på jorden har en strålende framtid i vente.

[Fotnoter]

 [Ramme/bilde på side 7]

Hva er hydrotermale kilder?

Langs de vulkanske midthavsryggene trenger sjøvann ned gjennom sprekker i havbunnsskorpen til områder som er ekstremt varme. Vannet blir dermed overhetet, reagerer med bergartene og absorberer en rekke kjemiske stoffer. Det blir også lettere, stiger opp til havbunnen og danner hydrotermale kilder, eller geysirer. Disse «er minst like mektige og imponerende som sine motstykker på landjorden,» sier én bok.

Temperaturen i disse kildene på havbunnen kan dessuten komme opp i 400 grader, noe som er varmere enn smeltepunktet for bly! Men på grunn av trykket på flere tusen meters dyp går ikke den overhetede væsken over til damp. Bare noen millimeter unna en varm stråle er sjøtemperaturen utrolig nok bare noen få grader over frysepunktet. Mineraler som strømmer ut av kildene, blir raskt avkjølt og avleirer seg på havbunnen, der de danner hauger og skorsteiner. De sistnevnte kan bli nærmere 10 meter høye. Ja, én skorstein ble målt til å være 45 meter høy og 12 meter i diameter, og den var fremdeles i ferd med å vokse.

Hydrotermale kilder kan sporadisk veksle mellom å være aktive og inaktive, noe som gjør det til en usikker tilværelse å holde til i nærheten av dem. Men noen skapninger kan overleve ved å forflytte seg til andre kilder.

[Rettigheter]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Ramme/bilde på side 10]

Brennbar is!

I 1970-årene oppdaget forskere som arbeidet utenfor kysten av Nord-Amerika, for første gang forekomster av et bemerkelsesverdig stoff som kalles metanhydrat — en kjemisk forbindelse av frosset vann og den brennbare gassen metan. Metanen blir avgitt av mikrober i bunnslammet. Disse mikrobene fortærer organisk materiale som har sunket ned på havbunnen. Metanen inngår så en forbindelse med iskaldt vann og danner krystaller av metanhydrat. Disse krystallene ligner ørsmå bur av is som holder på metanen. For at krystallene skal dannes, må vanntemperaturen være like over frysepunktet, og havbunnen må befinne seg på minst 500 meters dyp. Når disse betingelsene er oppfylt, oppstår det krystaller av metanhydrat, som danner et skummende, snølignende stoff. Hvis man bringer en klump av dette stoffet opp til overflaten og antenner den, brenner den med en rødlig flamme. Alt som blir igjen etterpå, er en vannpytt.

Metanhydrat er en rik energiressurs. Forskere anslår at forekomstene av metanhydrat er omtrent dobbelt så store som reservene av alle andre fossile brennstoffer til sammen. (Fossile brennstoffer innbefatter kull, olje og naturgass — som også inneholder mye metan.) Men fram til i dag har det ikke vært mulig å utnytte denne enorme ressursen, ettersom metanhydrat raskt brytes ned når det fjernes fra det miljøet der det dannes.

Havbunn med metanhydrat har også kilder og skorsteiner, men den væsken som veller fram fra disse, er kald, i motsetning til væsken fra de varme kildene på midthavsryggene. Men fordi kildene frigjør giftskyer av metan, hydrogensulfid og ammoniakk, skaffer de næring til store kolonier av rørormer, muslinger, kjemikaliespisende bakterier og en lang rekke andre skapninger. Det kjemiske avfallet fra disse metanspisende bakteriene forårsaker dannelse av kalkstein — det samme harmløse stoffet som koraller er bygd opp av. *

[Fotnote]

[Oversikt/bilde på sidene 4 og 5]

(Se den trykte publikasjonen)

Jordskorpen

Mantelen (delvis smeltet)

Dyphavsgrøft

Subduksjonssone

Tektonisk plate

Rift

Når plater glir fra hverandre, danner det seg rifter

[Bilde]

Midthavsryggene snor seg rundt kloden som sømmen på en tennisball

[Rettigheter]

NOAA/Department of Commerce

[Kart på side 7]

(Se den trykte publikasjonen)

Store riftdaler og groper i havet

1. Marianegropen

2. Den østlige stillehavsstigningen

3. Galápagosriften

4. Atlanterhavsryggen

[Rettigheter]

NOAA/Department of Commerce

[Bilde på side 8]

Muslinger

Det finnes muslinger på 1000 meters dyp i Green Canyon i Mexicogolfen

[Rettigheter]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Bilde på sidene 8 og 9]

Rørormer

De fine børstene deres inneholder blod som er rikt på hemoglobin

 [Rettigheter]

OAR/National Undersea Research Program

[Bilde på side 9]

Krabber

Disse skapningene pleier å meske seg med rørormer

[Rettigheter]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Bilde på side 9]

Kjempemuslinger

Disse er kanskje 30 centi- meter lange og ble funnet på 3000 meters dyp

[Rettigheter]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Bilde på side 9]

Noen muslinger ble brakt opp til overflaten

[Rettigheter]

Foto: William R. Normark, USGS

[Bilde på side 9]

Reker

Enkelte har to øyelignende organer. Men hva kan de se i totalt mørke?

[Rettigheter]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Bilde på side 11]

Nanober

Er de jordens minste livsformer?

[Rettigheter]

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