Горячие источники на дне Каймановой впадины были обследованы специалистами из океанографического института Вудс-Холла (WHOI) в рамках проекта, финансируемого из бюджета NASA. Такой интерес аэрокосмического агентства к глубоководной (около 5 км в глубину) впадине обусловлен тем, что условия на ее дне могут оказаться очень близки к скрываемым толстым слоем льда океанам на спутниках Юпитера.
Рельефная карта, на которой отмечена Кайманова впадина.
Источник: NOAA
Черные курильщики
Дно океана интересно специалистам по поиску внеземной жизни (отметим отдельно: внеземная жизнь и внеземные цивилизации— не синонимы! Бактерии или лишайники— тоже живые) по той причине, что там невозможен фотосинтез. А это значит то, что обычный для Земли порядок экосистем выстроить на дне не получится, пирамиды «растения – травоядные – хищники» там не возникнет.
Остатки китового хвоста на дне моря. Туша погибшего животного при падении на дно становится центром оазиса, в котором какое-то время процветает жизнь, питаемая органической материей.
Источник: Craig R. Smith
Чтобы выжить в абсолютной тьме, необходимо найти какой-то иной источник энергии. Кто-то довольствуется временами падающей сверху органической материей, а кто-то использует вместо фотосинтеза (корень «фото» выдает свет) хемосинтез («хемо»— камень), получая энергию за счет окисления неорганических соединений. Например, сероводорода или железа.
А эти соединения, способные дать энергию, выбрасывают из недр планеты так называемые черные курильщики – горячие источники на дне моря. Вода, выходящая из трещин земной коры, перегрета до температур в сотни градусов и не кипит только из-за большого давления; выносимая ею взвесь минеральных веществ создает клубы черного «дыма», поднимающегося со дна моря.
"Черный курильщик" на дне Атлантического океана.
Источник: P. Rona, OAR/National Undersea Research Program (NURP); NOAA
Вокруг «курильщиков» складывается уникальная экосистема, построенная на совершенно иных принципах, чем любое наземное или расположенное в верхних слоях моря сообщество. Черви, у которых нет желудочно-кишечного тракта и которые никогда не едят, которым синтезируют питание бактерии-симбионты, выживающие в горячем растворе серной кислоты бактерии,— все это можно найти вблизи горячих источников.
Падение астероида на планету, ядерная зима, извержения супервулканов, глобальное потепление или полное оледенение— на дне, под 5 км воды, никакое из этих событий не окажет заметного влияния. Уже ради этого мир «курильщиков» стоило бы изучить подробнее, но автономность экосистемы еще не самое интересное.
От пружины к инопланетной жизни
Всем живым существам нужна энергия. На поверхности Земли ее берут из солнечных лучей или биомассы, полученной за счет фотосинтеза. На дне моря— из окисления химических веществ, вынесенных на поверхность за счет активных геологических процессов.
Этот заснятый аппаратом Galileo в 1997 году "глаз" на Ио, спутнике Юпитера - вулкан и окружающего его кольцо серы.
Несмотря на внушительное расстояние от Солнца, в районах вулканической активности достаточно тепло.
Источник: NASA
Чтобы получать энергию от Солнца, надо быть к нему достаточно близко, в пределах так называемой «обитаемой зоны». Для нашей солнечной системы эта зона ограничена примерно орбитой Венеры (ближе слишком жарко) и поясом астероидов (дальше слишком холодно), а поиск экзопланет размером с Землю и в пределах обитаемых зон других звезд— важнейшая задача астрономов.
Слишком близко к звезде нельзя, слишком далеко— тоже. Это верно для фотосинтеза... но совершенно необязательно в случае, когда энергию дают химические реакции! Чтобы разогреть недра небесного тела, запустить активное движение магмы и вынос на поверхность химических веществ светило не требуется вовсе: ядро Земли нагрето не из-за солнечных лучей.
Извержения вулканов на Ио. Вид с аппарата Galileo. Слева - область Пиллан Патера, справа и ближе к линии терминатора (граница дня и ночи) - вулкан Прометей, на врезках они показаны крупным планом.
Источник: NASA
Ядра планет греются как за счет радиоактивного распада (по тому же принципу, что и ядерный реактор), так и за счет сжатия и растяжения их приливными силами. Вращение вокруг лун или оборот вокруг более массивного тела приводит к тому, что гравитационные силы со стороны постоянно меняют направление. Планета под действием притяжения ведет себя как пластилиновый шарик, катаемый между ладонями— немного деформируется и меняет свою форму.
- Бесплатный лифт
-
Величина перемещений земной коры под действием притяжения Луны и Солнца не столь мала: примерно 36 см. То есть пол под ногами за сутки ходит вниз-вверх (вместе с фундаментом и всей окружающей местностью) на несколько десятков сантиметров!
Деформация приводит к выделению тепла, и, соответственно, вулканической активности. Наглядным примером этого служит спутник Юпитера Ио, ледяные вулканы на Энцеладе (спутник Сатурна) и ряд данных, свидетельствующих о том, что подо льдами Европы (спутник Юпитера, а не часть света) есть целый подледный океан.
А где океаны и вулканизм— там на дне могут быть «черные курильщики».
Типы курильщиков
Проведенная учеными экспедиция, часть итогов которой будет представлена в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences, установила, что на дне Каймановой впадины можно найти черных курильщиков трех различных типов. Причем один из них стал уникальной находкой— сравнительно низкотемпературные источники до этого находили только на срединном хребте Атлантического океана в так называемом Потерянном городе.
Эти известняковые колонны в Атлантическом океане получили название "Потерянного города". Долгое время считалось, что только там можно найти низкотемпературные источники.
Источник: NOAA
В своем предварительном сообщении исследователи особо подчеркнули и то, что найденные ими «курильщики» сложены из так называемых ультраосновных горных пород. Эти минералы, как поясняют ученые, образовывались на дне самых ранних океанов в истории Земли, и потому можно предположить, что обнаруженные в Каймановой впадине источники очень похожи на те, которые появились несколько миллиардов лет назад. И те, которые могут быть на других планетах или спутниках газовых гигантов.
