Oceánske dno odkrýva svoje tajomstvá

AK CHCEME pochopiť význam toho, čo videli výskumníci z Alvina, musíme mať najprv určitú predstavu o zložení zeme. Pôdu pod našimi nohami podľa doterajších poznatkov tvorí pevná vrstva (nazývaná litosféra), ktorá spočíva na mase roztavených, pomaly tečúcich hornín. Táto pevná vonkajšia vrstva siaha v priemere do hĺbky 100 kilometrov a tvorí asi iba 0,6 percenta objemu planéty. Navrchu tejto vrstvy je zemská kôra, ktorá je nerovnomerná, pod kontinentmi je hrubšia a pod systémom stredooceánskych chrbtov je hrubá iba 6 kilometrov.

Okrem toho, tento pevný vonkajší obal zeme netvorí jeden kus — ako škrupina nepoškodeného vajca. Naopak, zdá sa, že je polámaný na niekoľko veľkých tuhých platní a na mnoho menších. Všetky sa volajú litosférické platne a vytvárajú kontinenty a oceánske priekopy. Platne sa jedna voči druhej posúvajú. Tam, kde sa rozchádzajú, sa stenčujú a vytvárajú rifty stredooceánskych chrbtov. Platne sa celosvetovo pohybujú priemernou rýchlosťou asi 3 centimetre za rok.

Podľa teórie litosférických platní sa pozdĺž systému oceánskych chrbtov platne rozbiehajú, a tak umožňujú, aby horúce horniny zo zemského plášťa, čiže z oblasti pod zemskou kôrou, vystupovali nahor. Horúca hmota vytvára pozdĺž riftovej zóny novú oceánsku kôru, ale to nevedie k spojeniu platní dohromady. Naopak, ďalej sa delia, čo spôsobuje, že riftový systém pripomína akúsi obrovskú jazvu, ktorá sa nikdy nezacelí.

 Kým nejaká platňa získava v stredooceánskych chrbtoch nové vrstvy, jej opačná strana pomaly skĺzava pod susednú platňu a ponára sa nadol, do horúceho zemského plášťa. Tam sa stáva súčasťou plášťa. Oblasť, kde platňa zostupuje nadol, sa nazýva zóna subdukcie (podsúvania). V zónach subdukcie sú niektoré z najhlbších priekop sveta. Napríklad Mariánska priekopa pri Guame v Tichom oceáne je hlboká vyše 11 000 metrov. Keby bol Mount Everest, najvyšší vrch na zemi, umiestnený do tejto priekopy, jeho vrchol by bol ešte stále 2000 metrov pod hladinou mora!

Toxická oáza!

Vzhľadom na vysokú nestabilnosť a sopečný charakter je celosvetový systém stredooceánskych chrbtov posiaty lávovými prúdmi a hydrotermálnymi žriedlami. Žriedla chrlia toxickú, veľmi horúcu zmes vody a rozpustených minerálov zvnútra zeme. No je úžasné, že táto nehostinná oblasť, ktorá je tiež vystavená niekoľkostonásobne vyššiemu tlaku, ako je tlak na úrovni mora, život neodpudzuje, ale ho, naopak, priťahuje — a to vo veľkej miere! Žijú tu stovky živočíchov a živých organizmov, napríklad baktérie, obrovské škľabky — dlhé až 30 centimetrov —, a čo je najzvláštnejšie, nachádzajú sa tu húštiny rúrok, v ktorých žijú červy Riftia pachyptila. Ich konce vyčnievajúce z rúrok vyzerajú ako karmínovočervené perá. Tieto rúrkové húštiny sú pevne ukotvené v morskom dne a siahajú až do výšky 1,8 metra.

 Keď sú tvory z okolia žriediel vynesené nad hladinu, páchnu ako pokazené vajcia! Tento zápach však nepochádza z rozkladu, ale zo sírovodíka — nepríjemne zapáchajúcej a veľmi jedovatej chemickej látky, ktorá sa hojne vyskytuje v hydrotermálnych žriedlach. Voda z prameňov je tiež veľmi kyslá a obsahuje mnoho kovov vrátane medi, horčíka, železa a zinku. Napriek tomu toto prostredie — ktoré sa dá prirovnať k toxickej skládke — rúrkovým červom ani iným tvorom nespôsobuje žiadne problémy. Naopak, darí sa im tu veľmi dobre! Ako je to možné? Aby sme to lepšie pochopili, pozrime sa bližšie na červy žijúce v rúrkach.

Živá hádanka

Keď biológovia skúmali červy Riftia pachyptila, zistili, že tieto živočíchy sú živou hádankou. Nemajú totiž ústa ani žiaden tráviaci systém. Vznikla otázka: Ako prijímajú a trávia potravu? Potom prišlo prekvapivé zistenie: Tieto červy majú červenú krv — nie tekutinu podobnú krvi, ale skutočnú krv bohatú na hemoglobín —, ktorá cirkuluje v ich tele i v chocholčeku podobnom vtáčiemu peru.

Záhada sa ešte zväčšila, keď biológovia otvorili mäkký vačok tela tohto červa. Jeho tkanivo obsahovalo bakteriálnu kultúru zloženú asi z 10 miliárd baktérií na gram tkaniva! V roku 1980 vyslovila jedna študentka biológie teóriu, že tento rúrkový červ žije vďaka symbióze — čo je navzájom prospešné spolužitie dvoch druhov organizmov. Výskum potvrdil jej hypotézu, lebo ukázal, že červy ako hostitelia živia baktérie a baktérie vyživujú červy.

„Perá“ týchto rúrkových červov podobne ako žiabre zachytávajú prvky ako kyslík a uhlík, ktoré baktérie potrebujú na výrobu potravy. „Perá“ červov nevejú priamo v žeravej vode prameňov — to by bola samovražda —, ale v blízkom okolí, kde sa mieša studená morská voda s vodou z prameňov. Samozrejme, tento proces výroby potravy si vyžaduje energiu. Na zemskom povrchu — i vo vrchnej časti oceánu — dodáva energiu potrebnú na tvorbu potravy slnečné svetlo tým, že spôsobuje rast vegetácie. Ale do hlbinného domova rúrkových červov slnečné svetlo nikdy neprenikne.

Energia z „brucha“ zeme

Stvoriteľ však vynachádzavo zabezpečil potrebnú energiu z „brucha“ zeme — prostredníctvom hydrotermálnych prameňov a tej zapáchajúcej zlúčeniny, sírovodíka. Ako „slnečné svetlo“ pre život v okolí prameňov sírovodík poskytuje energiu, ktorú potrebujú baktérie na vytváranie potravy. Mimochodom, tieto baktérie sú pre život v okolí žriediel akoby rastlinami, lebo sú základom tamojšieho potravového reťazca. *

Krv rúrkového červa viaže všetky chemické látky potrebné pre baktérie vďaka tomu, že sa skladá z molekúl hemoglobínu, ktoré sú 30-krát väčšie ako molekuly hemoglobínu u ľudí. Krv dopravuje chemické látky hladným baktériám a baktérie zas vyrábajú potravu pre červa.

Život v okolí žriediel — zbierka živých organizmov!

Skutočnosť je taká, že žiaden tvor v okolí žriediel by nemal hladovať, lebo baktérie pokrývajú prakticky všetko — niekedy až v hrúbke niekoľkých centimetrov! Baktérie sa niekedy zoskupujú vo veľkých oblakoch dokonca aj v horúcich víroch nad prameňmi, čím vlastne vytvárajú akúsi živú polievku. Tak ako rúrkové červy, aj niektoré ďalšie živočíchy žijú s baktériami v symbióze, kým iné sa týmito mikroorganizmami priamo živia. Život v okolí prameňov je taký plodný a činorodý, že je prirovnávaný k životu v soľných mokradiach, tropických dažďových pralesoch a plytčinových koralových útesoch.

V blízkosti prameňov bolo objavených asi 300 nových živočíšnych druhov. Patria k nim obrovské biele škľabky a slávky (vo svete  večnej tmy je pigment zbytočný), chobotnice a nenásytné biele kraby, ktoré si pochutnávajú na krehkých „perách“ rúrkových červov. Červy sa bránia rýchlym reflexom, ktorým okamžite stiahnu „perá“ do bezpečia rúrky.

K ďalším tvorom žijúcim v okolí horúcich prameňov patria nohatky, slimáky, desaťnožce, ulitníky, veslonôžky, úhorovité ryby, ktoré sa kĺžu po dne plnom baktérií a síry, menšie druhy červov žijúcich v rúrkach a iné červy. K nim patria napríklad červy pripomínajúce hŕstky bielych špagiet prevesených cez skaly i červy, ktoré dokážu zniesť teplotu do 80 °C! Samozrejme, žriedlové baktérie, ktoré pokrývajú tento druh červov, takisto dokážu vydržať vysokú teplotu. *

Záhadné svetlo!

V roku 1985 boli vedci prekvapení, keď v okolí prameňov našli garnáty, ktoré mali dva orgány podobné očiam s chemickými látkami citlivými na svetlo, ale nemali žiadne šošovky. Samozrejme, prvá otázka, ktorá vedcom prišla na myseľ, bola: Čo by tak tieto živočíchy mohli vo svete úplnej tmy vidieť? Výskumníci to chceli zistiť, a preto sa rozhodli použiť vysoko citlivý digitálny fotoaparát, aký sa používa na fotografovanie zahmlených hviezd. Zamerali fotoaparát na žriedlo, vypli všetky svetlá a urobili snímku.

Výsledok bol ohromujúci. Na mieste, kde z komína vychádzal stĺpec horúcej vody, fotografia odhalila „prekvapivú zreteľnú žiaru s veľmi ostrým okrajom,“ hovorí vedkyňa Cindy Lee Van Doverová. Využívajú nejako garnáty toto záhadné svetlo, ktoré je  ľudským očiam neviditeľné? Nech už je to akokoľvek, odhalenie skutočnosti, že hydrotermálne žriedla vydávajú žiaru, „otvára celkom novú oblasť výskumu,“ dodáva Van Doverová.

Najväčšie a najmenšie

Nedávno sa zistilo, že určitá oblasť morského dna bohatá na metán je domovom najväčších baktérií, aké veda pozná. Tieto obry, objavené v roku 1997, pripomínajú šnúru korálikov a sú 100- až 200-krát dlhšie ako priemerná baktéria. Tieto baktérie tiež veľa spotrebujú, takže v usadeninách zanechávajú len slabú stopu po toxických sírových zlúčeninách. Tým robia danú oblasť bezpečnou pre ostatné morské živočíchy.

Pod hladinou mora boli nedávno objavené tiež organizmy, ktoré sa považujú za najmenšie živé organizmy na zemi, hoci v tomto prípade boli nájdené päť kilometrov pod morským dnom! Jedna správa v novinách The New York Times označuje tento objav, ktorý bol urobený neďaleko pobrežia Západnej Austrálie, za „taký fantastický, že rozpútal vášnivú medzinárodnú diskusiu“. Hlavným predmetom diskusie je otázka, či tieto miniatúry — nazývané nanóby, lebo ich veľkosť sa meria v nanometroch, čiže miliardtinách metra — sú vôbec živými organizmami. Pripomínajú huby, sú veľké asi ako vírusy, majú DNA a zdá sa, že sa rýchlo množia, lebo vytvárajú husté kolónie.

Dnes vedci odhaľujú toľko foriem života, že mnohí sú presvedčení, že celkové  množstvo mikrobiálneho života skrytého vo vrchnej časti zemskej kôry môže vysoko presahovať množstvo všetkého života na zemskom povrchu! Tieto objavy vyvolávajú revolúciu vo vedeckých názoroch. Jeden vedec povedal: „V posledných niekoľkých rokoch je dogma v mikrobiológii vylúčená. Tento vedný odbor znova objavil sám seba. Je to v podstate nový vedný odbor.“

Nielen to, tieto skutočne ďalekosiahle objavy nás učia niečomu, čo presahuje rámec vedy. Biblia vystihuje podstatu tohto poučenia: „[Božie] neviditeľné vlastnosti vidno zreteľne od stvorenia sveta, lebo ich možno vnímať z vytvorených vecí.“ ​(Rimanom 1:20) Napríklad Boh má veľký záujem o čistotu. Vidno to na baktériách a iných morských tvoroch, ktoré pomáhajú odstraňovať mnohé potenciálne jedy vychádzajúce zvnútra zeme a z rozkladajúcej sa hmoty, ktorá sa usádza na dne oceánu. Je zrejmé, že Boh má záujem o zdravie planéty i všetkého živého na nej. Ako uvidíme v ďalšom článku, táto črta Stvoriteľovej osobnosti zaručuje všetkému pozemskému životu žiarivú budúcnosť.

[Poznámky pod čiarou]

 [Rámček/obrázok na strane 7]

Čo sú to hydrotermálne žriedla?

Pozdĺž celého sopečného systému stredooceánskych chrbtov preniká morská voda cez trhliny v zemskej kôre do hĺbky, na miesta, ktoré sú extrémne horúce. Tam sa voda veľmi rozhorúči, reaguje so skalou a pohlcuje množstvo chemických látok. Voda má potom tendenciu vystupovať nahor, takže stúpa k morskému dnu a vytvára hydrotermálne žriedla — hydrotermálne pramene alebo gejzíry. „V sile a veľkoleposti sa úplne vyrovnajú svojim suchozemským náprotivkom,“ uvádza jedna odborná publikácia.

Okrem toho, teplota týchto podmorských prameňov môže dosahovať až 400 °C, čo je viac ako teplota tavenia olova! Ale pre tlak, ktorým pôsobia kilometre oceánu nad prameňom, sa táto rozhorúčená tekutina nemení na paru. Je veľmi zaujímavé, že už niekoľko milimetrov od horúceho prúdu dosahuje teplota okolitého mora zvyčajne len niekoľko stupňov nad bodom mrazu. Minerálne látky, ktoré sa z rýchlo chladnúcich prameňov vyzrážajú, sa usádzajú na morskom dne, kde vytvárajú kopčeky a komíny. Komíny môžu byť vysoké až 10 metrov. Bol dokonca objavený komín, ktorý bol vysoký 45 metrov, mal priemer vyše 10 metrov a stále sa zväčšoval!

Hydrotermálne žriedla niekedy vystrekujú vodu nepravidelne, čo ohrozuje existenciu života v ich okolí. No niektoré tvory prežijú tak, že sa premiestňujú k iným žriedlam.

[Prameň ilustrácie]

P. Rona/​OAR/​National Undersea Research Program

[Rámček/obrázok na strane 10]

Horľavý ľad!

Začiatkom 70. rokov 20. storočia objavili vedci pracujúci pri severoamerickom pobreží ložiská zaujímavej látky, ktorá sa volá hydrát metánu — čo je zlúčenina zamrznutej vody a horľavého plynu metánu. Metán vypúšťajú mikróby v bahne. Tieto mikróby pohlcujú organickú hmotu, ktorá klesá na dno oceánu a tam sa usádza. Metán sa potom zlučuje s takmer zamŕzajúcou vodou a vytvára kryštály hydrátu metánu. Tieto kryštály vyzerajú ako maličké ľadové klietky, v ktorých je uväznený metán. Aby sa kryštály mohli tvoriť, voda musí mať teplotu tesne nad bodom mrazu a morské dno musí byť najmenej 500 metrov pod vodou. Keď sú tieto podmienky splnené, vznikajú kryštály hydrátu metánu, ktoré vytvárajú šumivú látku podobnú snehu. Keď sa kôpka tejto látky vynesie nad hladinu a zapáli sa, horí červenkastým plameňom. Všetko, čo z nej nakoniec zostane, je kaluž vody.

Hydrát metánu je bohatým zdrojom energie. Vedci odhadujú, že jeho ložiská sú asi dvojnásobne väčšie ako zásoby všetkých ostatných fosílnych palív dohromady! (Fosílne palivá zahŕňajú uhlie, ropu a zemný plyn — ktorého hlavnú zložku tvorí takisto metán.) No tento ohromný zdroj energie sa zatiaľ nedá využívať, lebo hydrát metánu sa po premiestnení z prostredia, v ktorom vzniká, rýchlo rozkladá.

V ložiskách hydrátu metánu sa tiež nachádzajú žriedla a komíny, ale na rozdiel od horúcich prameňov v systéme stredooceánskych chrbtov je tekutina, ktorá vyteká z týchto prameňov, studená. No keďže tieto žriedla uvoľňujú toxické oblaky metánu, sírovodíka a amoniaku, vyživujú bujnejúce spoločenstvá rúrkových červov, škľabiek, baktérií požierajúcich chemické látky a mnoho iných tvorov. Chemický odpad baktérií požierajúcich metán vedie k tvorbe vápenca — toho istého neškodného materiálu, z ktorého sú koraly. *

[Poznámka pod čiarou]

[Nákres/obrázok na stranách 4, 5]

(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)

Zemská kôra

Zemský plášť (sčasti roztavený)

Priekopa

Zóna subdukcie

Litosférická platňa

Rift

Keď sa platne rozchádzajú, vznikajú rifty

[Obrázok]

Systém stredooceánskych chrbtov ovíja zem ako šev na tenisovej loptičke

[Prameň ilustrácie]

NOAA/​Department of Commerce

[Mapa na strane 7]

(Úplný, upravený text — pozri publikáciu)

Významné oceánske rifty a priekopy

1. Mariánska priekopa

2. Východopacifický chrbát

3. Galapágsky rift

4. Stredoatlantický chrbát

[Prameň ilustrácie]

NOAA/​Department of Commerce

[Obrázok na strane 8]

Slávky

Slávky sa nachádzajú aj v hĺbke jeden kilometer v Zelenom kaňone v Mexickom zálive

[Prameň ilustrácie]

J. Brooks/​OAR/​National Undersea Research Program

[Obrázok na stranách 8, 9]

Rúrkové červy

Ich krehké „perá“ obsahujú krv bohatú na hemoglobín

 [Prameň ilustrácie]

OAR/​National Undersea Research Program

[Obrázok na strane 9]

Kraby

Tieto tvory si zvyčajne pochutnávajú na rúrkových červoch

[Prameň ilustrácie]

I. MacDonald/​OAR/​National Undersea Research Program

[Obrázok na strane 9]

Obrovské škľabky

Tieto škľabky, dlhé asi 30 centimetrov, boli nájdené v hĺbke 3000 metrov

[Prameň ilustrácie]

A. Malahoff/​OAR/​National Undersea Research Program

[Obrázok na strane 9]

Niektoré škľabky boli vynesené nad hladinu

[Prameň ilustrácie]

Fotografia William R. Normark, USGS

[Obrázok na strane 9]

Garnáty

Niektoré majú dva orgány podobné očiam. Ale čo môžu vidieť v úplnej tme?

[Prameň ilustrácie]

EMORY KRISTOF/​NGS Image Collection

[Obrázok na strane 11]

Nanóby

Sú najmenšou formou života na zemi?

[Prameň ilustrácie]

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