Гидротермальные источники, или «Черные курильщики»

Несмотря на свой негостеприимный вид, гидротермальные источники, также известные как «черные курильщики» и «белые курильщики», поддерживают жизнь многих организмов, включая экстремофилов. Они представляют собой по сути, подводные гейзеры, созданные тектоническими плитами. Эти огромные плиты в земной коре движутся и создают трещины на дне океана.

Океаническая вода попадает в трещины, нагревается земной магмой, а затем выделяется через гидротермальные отверстия. Вода, выходящая из гидротермальных источников, может достигать невероятных температур до 400°С, даже если вода за пределами этих источников имеет температуру, близкую к замерзанию. Несмотря на то что вода очень горячая, она не кипит, потому что находится под высоким давлением.

Из-за отдаленного глубоководного местоположения, гидротермальные источники были открыты сравнительно недавно. Только в 1977 году во время экспедиции на подводном аппарате Алвин были зафиксированы «черные курильщики», извергающие горячую воду и минералы в холодные воды Тихого океана, вблизи Галапагосских островов. Еще более удивительно было обнаружить эти негостеприимные области, изобилующие морскими существами.

Жизнь в гидротермальных источниках

Жизнь традиционно воспринимается как энергия солнца, но глубоководные организмы не имеют доступа к солнечному свету, поэтому они зависят от питательных веществ гидротермальных источников. По сравнению с окружающим морским дном, гидротермальные источники имеют плотность организмов в 10 000-100 000 раз больше.

Эти источники способны поддерживать такое огромное количество жизни, потому что их обитатели зависят от хемосинтезирующих бактерий, как источника питания. Гидротермальная вода богата растворенными минералами и поддерживает большую популяцию хемотрофов. Эти бактерии используют соединения серы, особенно сероводород, который высокотоксичный для большинства известных организмов, чтобы получать органический материал в процессе хемосинтеза.

Созданная экосистема отличается от большинства наземных экосистем Земли, которые основаны на солнечной энергии. Однако, хотя часто говорят, что эти сообщества существуют независимо от солнца, некоторые из организмов на самом деле зависят от кислорода, создаваемого фотосинтезирующими организмами, тогда как другие являются анаэробными.

Хемосинтезирующие бактерии превращаются в толстый коврик, который привлекает другие организмы, такие как амфиподы и копеподы. Крупные организмы, такие как улитки, креветки, крабы, трубчатые черви, рыба (особенно угорь, слитожаберный угорь, ошибнеобразные и др.) и осьминоги (особенно Vulcanoctopus hydrothermalis), образуют звенья пищевой цепочки гидротермальных источников.

Типы гидротермальных источников

Как правило, выделяют два типа гидротермальных источников — «черные курильщики» и «белые курильщики».

Самые горячие — «черные курильщики», получили свое название, потому что они извергают темную воду, состоящую в основном из железа и сульфида. Эта комбинация образует моносульфид железа, который придает воде черный цвет.

«Белые курильщики» выпускают более холодную, легкую воду, состоящую из соединений, включая барий, кальций и кремний.

Где они находятся?

Гидротермальные источники, как правило, распределены вдоль границ тектонических плит Земли, хотя они также могут быть обнаружены внутри плит, в горячих вулканических точках.

Значение

Гидротермальные источники играют важную роль в циркуляции океанических течений и регулируют химический состав океанических вод. Они являются источниками питательных веществ, требуемых для организмов. Микроорганизмы, обнаруженные в гидротермальных источниках, также могут иметь важное значение для разработки лекарственных средств и других продуктов. Добыча полезных ископаемых, обнаруженных в гидротермальных источниках, является новой проблемой, которая может позволить ученым больше узнать об этих негостеприимных районах, но также способна повредить морское дно и окружающие морские экосистемы.