Was sind die hydrothermalquellen?
1977 machten Wissenschaftler eine erstaunliche Entdeckung auf dem Grund des Pazifischen Ozeans: Entlüftungsöffnungen, die heiße, mineralreiche Flüssigkeiten unter dem Meeresboden ausgießen. Sie fanden später heraus, dass die Lüftungsöffnungen von bisher unbekannten Organismen bewohnt wurden, die in Abwesenheit von Sonnenlicht gedeihen. Diese Entdeckungen haben unser Verständnis von Erde und Leben auf ihr grundlegend verändert.,
Wie heiße Quellen und Geysire an Land bilden sich hydrothermale Öffnungen in vulkanisch aktiven Gebieten-oft auf mittelozeanischen Graten, wo sich die tektonischen Platten der Erde ausbreiten und Magma an die Oberfläche oder nahe unter dem Meeresboden bohrt. Meerwasser sickert durch Risse und poröse Gesteine in die Kruste und wird durch darunterliegendes Magma erhitzt. Die Hitze trägt dazu bei, chemische Reaktionen voranzutreiben, die Sauerstoff, Magnesium, Sulfate und andere Chemikalien aus dem Wasser entfernen, das durch Regen, Flüsse und Grundwasser in den Ozean gelangt ist., Dabei werden die Flüssigkeiten auch heißer und saurer, wodurch sie Metalle wie Eisen, Zink, Kupfer, Blei und Kobalt aus den umgebenden Gesteinen auslaugen. Die erhitzten Flüssigkeiten steigen durch Öffnungen im Meeresboden an die Oberfläche zurück. Hydrothermale Fluidtemperaturen können 400°C (750°F) oder mehr erreichen, aber sie kochen nicht unter dem extremen Druck des tiefen Ozeans.
Während sie aus einer Entlüftung strömen, stoßen die Flüssigkeiten auf kaltes, sauerstoffhaltiges Meerwasser, was zu einer weiteren, schnelleren Reihe chemischer Reaktionen führt., Schwefel und andere Materialien fallen aus oder kommen aus der Lösung, um metallreiche Türme und Ablagerungen von Mineralien auf dem Meeresboden zu bilden. Die Flüssigkeiten enthalten auch Chemikalien, die Mikroben an der Basis eines einzigartigen Nahrungsnetzes ernähren, das abgesehen von der Sonne überlebt. Anstatt sich auf die Photosynthese zu verlassen, um Kohlendioxid in organischen Kohlenstoff umzuwandeln, verwenden die Bakterien Chemikalien wie Schwefelwasserstoff, um die Energiequelle bereitzustellen, die ihre Stoffwechselprozesse antreibt, und unterstützen letztendlich eine Vielzahl anderer Organismen wie Röhrenwürmer, Garnelen und Muscheln.
Warum sind Sie wichtig?,
Hydrothermale Entlüftungsöffnungen fungieren als natürliche Sanitärsysteme, die Wärme und Chemikalien aus dem Erdinneren transportieren und zur Regulierung der globalen Ozeanchemie beitragen. Dabei sammeln sie große Mengen potenziell wertvoller Mineralien auf dem Meeresboden an.
Die Mammut-Kupferminen Zyperns zum Beispiel wurden vor Millionen von Jahren durch hydrothermale Aktivität gebildet, bevor diese Gesteine vom Meeresboden zu trockenem Land erhoben wurden., Es wird angenommen, dass kommerziell wertvolle Mineralvorkommen auf dem Meeresboden in der Nähe von hydrothermalen Öffnungen existieren, und einige Unternehmen haben seit Jahren Pläne, einige davon auszunutzen. Die Schwierigkeit des Bergbaus in tiefen Gewässern in der Nähe fragiler Ökosysteme und die relativ geringe Größe der Lagerstätten am Meeresboden im Vergleich zu denen an Land haben bisher verhindert, dass der Meeresboden wirtschaftlich rentabel wird.
Vents unterstützen auch komplexe Ökosysteme exotischer Organismen, die einzigartige biochemische Anpassungen an hohe Temperaturen und Umweltbedingungen entwickelt haben, die wir für toxisch halten würden., Das Lernen über diese Organismen kann uns über die Entwicklung des Lebens auf der Erde und die Möglichkeit des Lebens an anderer Stelle im Sonnensystem und im Universum unterrichten. Viele bisher unbekannte Stoffwechselprozesse und Verbindungen, die in lebenden Organismen gefunden wurden, könnten eines Tages auch kommerzielle Zwecke haben.
Während einer OASIS-Kreuzfahrt zum Mid-Cayman Rise im Januar 2012 platzierte der Manipulatorarm des ferngesteuerten Fahrzeugs Jason das Ansaugrohr eines isobaren gasdichten Probenahmers (IGT) in den Fluidstrom, der aus einer hydrothermalen Entlüftung sprudelte., Die Flüssigkeit enthält Gase, die aufgrund des hohen Drucks des Tiefen Ozeans in flüssiger Form vorliegen. In der Vergangenheit führte das Bringen solcher Proben an die Oberfläche zum Verlust des gasförmigen Anteils. WHOI-Wissenschaftler und-ingenieure entwickelten das IGT, um Proben von Entlüftungsflüssigkeit unter hohem Druck zu halten, bis sie zur Analyse in ein Labor gebracht werden können. Der WHOI-Geologe Chris German leitete die Expedition, die die tiefsten bekannten hydrothermalen Öffnungen der Welt besuchte. (Foto von Chris German und der Jason Group, Woods Hole Oceanographic Institution)
