Dno oceánu odhaluje svá tajemství

ABYCHOM pochopili význam toho, co viděli vědci v Alvinu, potřebujeme mít určitou představu o tom, jak je vytvořena země. Je známo, že zemský povrch pod našima nohama se skládá z tuhé vrstvy (označované jako litosféra), která leží na mase roztavené, pomalu se pohybující horniny. Tento tuhý vnější obal země sahá do hloubky v průměru asi 100 kilometrů a tvoří pouze 0,6 procenta objemu celé planety. Jeho svrchní část, kůra, je nestejnoměrná, pod kontinenty je silnější, avšak v oblasti středooceánských hřbetů má pouhých šest kilometrů.

Tento pevný vnější obal země se navíc neskládá z jednoho kusu jako například skořápka nepoškozeného vajíčka. Vypadá naopak, jako by byl rozlámaný na řadu velkých, tuhých desek a na mnoho desek menších, přičemž všechny se označují jako litosférické desky. Tyto desky tvoří kontinenty a dno oceánů a vůči sobě se pohybují. Tam, kde se od sebe vzdalují, se desky ztenčují a vznikají propadliny u středooceánských hřbetů. V celosvětovém průměru se tyto desky posunou asi o tři centimetry za rok.

Podle teorie deskové tektoniky vede rozestupování těchto desek k tomu, že podél hlubokomořských hřbetů stoupá z pláště, tedy z oblasti, která je pod kůrou, žhavá tavenina. Ta vytváří podél riftové zóny novou oceánskou  kůru. To však nemá za následek, že se tyto desky spojují dohromady. Naopak, stále se vzdalují, a tak riftové zóny připomínají obrovskou ránu, která se nikdy nezahojí.

Zatímco v oblasti středooceánských hřbetů získává deska nové vrstvy, její druhý konec se pomalu zasouvá pod sousední desku, sestupuje dolů do žhavého pláště a stává se jeho součástí. Oblast, kde se deska podsouvá, se nazývá subdukční zóna. V subdukčních zónách jsou největší hlubokomořské příkopy na světě. Například Marianský příkop v oblasti Guamu v Tichém oceánu je hluboký více než 11 kilometrů. Kdyby se nejvyšší suchozemská hora Mount Everest umístila do tohoto příkopu, byl by její vrchol stále ještě 2 000 metrů pod hladinou moře.

Oáza z toxinů

Středooceánské hřbety, které se vinou kolem celé planety, jsou v důsledku svého velmi nestálého vulkanického charakteru posety proudy lávy a hydrotermálními sopouchy. Sopouchy chrlí z nitra země toxickou, velmi horkou směs vody a minerálů, jež jsou v ní rozpuštěny. Je však úžasné, že tato nehostinná říše, která je navíc pod tlakem stokrát větším, než jaký je na hladině moře, neodpuzuje život, ale naopak ho přitahuje — a to v hojné míře. Ke stovkám druhů, které zde žijí, patří bakterie, mlži zévy, které mohou být až třicet centimetrů dlouhé, a co je velmi zvláštní — houštiny rournatců s rudými konci, jež jsou opatřeny chapadélky. Rournatci jsou pevně přichyceni  k mořskému dnu a dosahují skoro dvoumetrové výšky.

Když jsou tito živočichové vyneseni na povrch, jsou cítit jako zkažená vejce. Zápach nepochází z hniloby, ale ze sirovodíku, což je odporně páchnoucí a vysoce jedovatá sloučenina, která se v termálních sopouších vyskytuje ve velké míře. Voda v sopouchu má také vysokou kyselost a obsahuje řadu kovů, například měď, hořčík, železo a zinek. V tomto prostředí, které lze přirovnat ke skládce toxického odpadu, však rournatci a další živočichové nejenže neživoří, ale velmi dobře se jim tam daří. Jak to? Abychom to pochopili, podívejme se blíže na rournatce.

Živá záhada

Při zkoumání rournatců biologové zjistili, že tito živočichové jsou živou záhadou. Nemají žádná ústa ani žádné trávicí ústrojí. Vzniká tedy otázka, jak jedí a jak potravu vstřebávají. Potom přišlo šokující vysvětlení: Tito červi mají červenou krev — ne pouze tekutinu podobnou krvi, ale skutečnou krev bohatou na hemoglobin —, která cirkuluje v jejich těle a v zakončení podobném vějířku.

Záhada se prohloubila, když biologové prozkoumali splasklý vak, který je v rournatcově těle. Vak obsahoval bakteriální kulturu a na každý gram jeho tkáně připadlo asi deset miliard bakterií. V roce 1980 vytvořila jedna studentka biologie teorii, že rournatci používají k životu symbiózu, což je uspořádání, kdy dva druhy spolupracují k vzájemnému prospěchu. Výzkum její teorii potvrdil, když se prokázalo, že rournatec jako hostitel živí bakterie a ty zase živí rournatce.

Vějířky rournatce podobně jako žábry shromažďují složky, jako je kyslík a uhlík, které bakterie potřebují k vyrábění potravy. Vějířky se nevlní přímo v horké vodě sopouchu — to by byla sebevražda —, ale v místě, kde se tato voda mísí s okolní mořskou vodou, jejíž teplota se blíží k bodu mrazu. Zmíněný proces výroby potravy pochopitelně vyžaduje energii. Zdrojem energie k vytváření potravy na zemském povrchu a také v horní části oceánu je slunce, protože působí růst vegetace. Avšak do této propastné hloubky, kde žijí rournatci, žádné sluneční světlo nepronikne.

Energie z nitra země

Stvořitel důmyslně zařídil, že nezbytná energie přichází z nitra země prostřednictvím hydrotermálních sopouchů a té odporně páchnoucí sloučeniny, kterou je sirovodík. Ten je „slunečním světlem“ komunity kolem sopouchu — poskytuje energii, kterou bakterie potřebují k vytváření potravy, zatímco bakterie jsou pro sopouchovou komunitu „rostlinami“, protože jsou na úplném začátku sopouchového potravinového řetězce. *

Kvůli tomu, aby se na hemoglobin v krvi rournatce mohly navázat všechny chemické látky, které bakterie potřebují, jsou tyto molekuly hemoglobinu třicetkrát větší než u lidí. Krví se tyto chemické látky dostávají k hladovým bakteriím a ty zase vytvářejí potravu pro rournatce.

Život v sopouchu — aglomerace živých organismů

Opravdu, žádný tvor v sopouchu by neměl být o hladu, protože bakterie zde pokrývají prakticky všechno — a někdy je to vrstva o tloušťce mnoha centimetrů. Dokonce i v teplých vírech nad sopouchy se bakterie někdy shromažďují v podobě velkých shluků a tvoří tak vlastně živou polévku. Stejně jako rournatci i někteří další živočichové žijí s bakteriemi v symbióze, kdežto jiní se těmito mikroorganismy živí přímo. Sopouchové komunity jsou skutečně tak produktivní a tak aktivní, že je lze srovnat se solnými bažinami, tropickými deštnými pralesy a korálovými mělčinami.

 V blízkosti sopouchů již bylo zjištěno asi 300 nových druhů. Patří mezi ně bílí mlži zévy a slávky (ve světě věčné tmy je pigment zbytečný), chobotnice a nenasytní bílí krabi, kteří si pochutnávají na jemných vějířcích rournatců. Ti mají pro ochranu pohotový reflex a vějířky okamžitě zatáhnou dovnitř do bezpečí.

K dalším tvorům žijícím u sopouchu patří mořští pavouci, plži, kreveta druhu Chorocaris vandoverae, přílipky, klanonožci, úhořovité ryby, které se sunou po povrchu pokrytém bakteriemi a sírou, a další menší druhy rournatců a jim podobných červů. Patří k nim červi Alvinella pompejana a špagetovití žaludovci. Tito žaludovci připomínají hrst bílých špaget pohozenou na skále. Červi Alvinella pompejana jsou zvláštní tím, že dokážou snést teploty nad 80 °C. Vysoké teploty dokážou pochopitelně snést i bakterie, které tyto červy pokrývají. *

Záhadné světlo

V roce 1985 byli vědci překvapeni, když blízko sopouchu nalezli krevety, které mají dva orgány podobné očím, jež obsahují světločivé chemické látky, ale nemají čočky. První, co člověka pochopitelně napadne, je — co by asi tato zvířata mohla v naprosté tmě vidět? Aby to vědci zjistili, použili vysoce citlivý digitální fotoaparát, jaký se používá na fotografování nejasných hvězd. Zaměřili ho na sopouch, vypnuli všechna světla a udělali snímek.

Výsledek byl úžasný. Vědecká pracovnice Cindy Lee Van Doverová říká, že v místě, kde proud horké vody opouštěl komín,  bylo na obrazovce vidět „výrazné, zcela jasné záření s ostře ohraničenými okraji“. Využívají krevety toto záhadné světlo, které lidským zrakem nelze vidět? Ať je to jakkoli, objev tohoto záření v hydrotermálním sopouchu „otevírá zcela novou oblast výzkumu,“ dodává Cindy Lee Van Doverová.

Největší a nejmenší

Nedávno se zjistilo, že ve vrstvě mořského dna, která je bohatá na metan, žijí největší bakterie, jaké věda zná. Tito giganti, kteří byli objeveni v roce 1997, vypadají jako šňůrka korálků a jsou 100 až 200krát větší než průměrné bakterie. Jsou to také velcí jedlíci, po kterých v sedimentu nezůstane ani stopa toxických sulfidů, takže tam potom mohou žít i jiní mořští tvorové.

To, co by mohly být nejmenší živé organismy na zemi, bylo nalezeno také v moři, ale tentokrát pět kilometrů pod mořským dnem. Objev, k němuž došlo na západ od Austrálie, popisuje zpráva v novinách The New York Times jako „natolik bizarní, že vyvolal ohnivou mezinárodní diskusi“. Problém spočívá hlavně v tom, zda entity, kterým se říká nanobi — protože jejich velikost se měří v nanometrech neboli miliardtinách metru —, jsou, nebo nejsou živé organismy. Vypadají jako houby, jsou zhruba stejné velikosti jako viry, mají DNA a zdá se, že se rychle množí a tvoří husté kolonie.

Vzhledem k tomu, že je nyní odhalováno tolik forem života, jsou mnozí vědci přesvědčeni, že celkové množství mikrobiálního  života, jenž je skryt ve vrchní části zemské kůry, možná daleko přesahuje celkové množství forem života na celém povrchu země. Tyto objevy způsobily revoluci ve vědeckém způsobu myšlení. Jeden vědec řekl: „V posledních několika letech přestaly v mikrobiologii platit základní teze. Došlo k novým zásadním objevům. Je to v podstatě nový vědní obor.“

Tyto nesmírně hluboké objevy nás navíc učí něco, co přesahuje rámec vědy. Bible to výstižně vyjadřuje slovy: „[Boží] neviditelné vlastnosti jsou totiž jasně patrné od stvoření světa, protože je lze pochopit z učiněných věcí.“ (Římanům 1:20) Bůh má například velký zájem o čistotu. Je to patrné na bakteriích a dalších mořských tvorech, kteří pomáhají odstraňovat mnoho potenciálních jedů vycházejících z nitra země a z rozkládající se hmoty, která se na dně usazuje z horních vrstev oceánu. Bůh se zjevně zajímá o zdraví této planety a o zdraví všeho živého na ní. Jak uvidíme v následujícím článku, tento rys Stvořitelovy osobnosti je zárukou nádherné budoucnosti pro všechen život na zemi.

[Poznámky pod čarou]

 [Rámeček a obrázek na straně 7]

Co jsou hydrotermální sopouchy?

Podél sopečného systému středooceánských hřbetů se puklinami v zemské kůře dostává mořská voda do míst, která jsou mimořádně horká. Tam se voda přehřeje, reaguje s horninami a absorbuje řadu chemických látek. Tato voda je také lehčí a stoupá k mořskému dnu, kde tvoří hydrotermální sopouchy — termální prameny neboli gejzíry. Jedno dílo říká, že „co do síly a efektnosti jsou srovnatelné s pozemskými gejzíry“.

Teplota těchto pramenů na mořském dně může navíc dosáhnout až 400 stupňů Celsia, což je teplota vyšší než u roztaveného olova. Kilometry oceánu nad nimi však působí takovým tlakem, že se tato velmi horká tekutina nemůže změnit v páru. Je překvapující, že pouze několik milimetrů od tohoto horkého proudu vody je obvykle teplota moře jen několik stupňů nad nulou. Při rychlém ochlazení se minerální látky srážejí a usazují na mořském dně, kde tvoří valy a komíny. Komíny mohou dosahovat výšky až devět metrů. Našel se dokonce jeden komín, který byl vysoký 45 metrů a v průměru měl skoro 10 metrů, a stále rostl.

Hydrotermální sopouchy mohou čas od času začít nebo přestat fungovat, takže život kolem nich je nejistý. Někteří tvorové však mohou přežít tím, že migrují k jiným sopouchům.

[Podpisek obrázku]

P. Rona/OAR/National Undersea Research Program

[Rámeček a obrázek na straně 10]

Hořlavý led

Vědci pracující na severoamerickém pobřeží objevili na začátku sedmdesátých let ložiska pozoruhodné látky, která se jmenuje hydrát metanu — což je kombinace zmrzlé vody a hořlavého plynu metanu. Metan vytvářejí mikrobi žijící v bahně. Tito mikrobi se živí organickými látkami, jež klesají z oceánu, který je nad nimi, a usazují se dole. Metan se potom mísí s vodou, jejíž teplota se blíží k bodu mrazu, a tak vznikají krystaly hydrátu metanu. Krystaly jsou jakési malinké ledové klícky, v nichž je metan uzavřen. K tomu, aby tyto krystaly vznikly, musí mít voda teplotu těsně nad bodem mrazu a mořské dno musí být nejméně 500 metrů pod hladinou. Když jsou tyto podmínky splněny, krystaly hydrátu metanu rostou a tvoří šumivou hmotu podobnou sněhu. Když je kousek této hmoty vynesen na povrch a zapálí se, hoří načervenalým plamenem. Zůstane z něj jen kaluž vody.

Hydrát metanu je bohatým zdrojem energie. Vědci odhadují, že ložisek hydrátu metanu je asi dvakrát tolik, než je zásob ostatních fosilních paliv dohromady. (K fosilním palivům patří uhlí, ropa a zemní plyn — kde hlavní komponentou je metan.) Tato ohromná zásoba metanu zatím není použitelná, protože je-li hydrát metanu vyjmut z prostředí, v němž vznikl, snadno se rozkládá.

Na podloží tvořeném hydrátem metanu se také nalézají sopouchy a komíny, ale na rozdíl od horkých pramenů ve středooceánských hřbetech, je tekutina, která z nich prýští, studená. Z těchto sopouchů se však uvolňují toxická oblaka metanu, sirovodíku a čpavku, jimiž se živí bující kolonie rournatců, mlžů, bakterií živících se chemickými látkami a velký počet dalších tvorů. Chemický odpad, který tyto bakterie živící se metanem vytvářejí, vede k tvorbě vápence — stejně neškodné látky, jaká tvoří korály. *

[Poznámka pod čarou]

[Nákres a obrázek na straně 4 a 5]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

Zemská kůra

Plášť (z části žhavý)

Hlubokomořský příkop

Subdukční zóna

Litosférická deska

Příkopová propadlina

Když se desky od sebe vzdalují, vznikají propadliny

[Obrázek]

Středooceánské hřbety se vinou kolem celé země jako šev na tenisovém míčku

[Podpisek]

NOAA/Department of Commerce

[Mapa na straně 7]

(Úplný, upravený text — viz publikaci)

Největší hlubokomořské příkopy

1. Marianský příkop

2. Východopacifický hřbet

3. Galapážský příkop

4. Středoatlantský hřbet

[Podpisek]

NOAA/Department of Commerce

[Obrázek na straně 8]

Slávky

Slávky byly nalezeny v hloubce jednoho kilometru v Green Canyon v Mexickém zálivu

[Podpisek]

J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program

[Obrázek na straně 8 a 9]

Rournatci

Jejich jemné vějířky obsahují krev bohatou na hemoglobin

[Podpisek]

OAR/National Undersea Research Program

 [Obrázek na straně 9]

Krabi

Tito tvorové se běžně živí rournatci

[Podpisek]

I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program

[Obrázek na straně 9]

Zévy

V hloubce tří kilometrů byly nalezeny zévy asi třicet centimetrů dlouhé

[Podpisek]

A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program

[Obrázek na straně 9]

Některé zévy byly vytaženy na povrch

[Podpisek]

Fotografie od Williama R. Normarka, USGS

[Obrázek na straně 9]

Krevety

Některé mají dva orgány podobné očím. Co ale mohou v naprosté tmě vidět?

[Podpisek]

EMORY KRISTOF/NGS Image Collection

[Obrázek na straně 11]

Nanobi

Je to nejmenší forma života na zemi?

[Podpisek]

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