Pondělí 13. května 2024, svátek má Servác
130 let

Lidovky.cz

Klíč k životu ukrytý v oceánu

Česko

Bizarní vápencové věže na dně Atlantiku naznačují, jak na Zemi vznikaly první živé organismy

Zvláštní „vosí hnízda“ z vápence ční do výšky až šedesát metrů. Mezi nimi probublávají horké gejzíry. Skuliny a chodby uvnitř vápencových věží obývají průhlední krabi, garnáti a další živočichové, které bychom nikde jinde nenašli.

Místo označované jako Lost City (čili Ztracené město) budí pozornost vědců díky svému neobvyklému vzhledu i unikátnímu ekosystému. Nachází se blízko Středoatlantského hřbetu, zhruba na půl cesty mezi Floridou a Marokem. Jak naznačuje analýza, kterou na začátku února zveřejnil prestižní vědecký časopis Science, lokalita může pomoci objasnit vznik života na Zemi.

Muchomůrky na gejzírech Na zvláštní soustavu bělavých věží a podmořských horkých pramenů, ukrytou 800 metrů hluboko pod hladinou, narazil tým z Oceánografického ústavu v americkém Woods Hole vedený Deborah Kelleyovou už koncem roku 2000. Jméno Lost City dostala lokalita hned ze dvou důvodů: Leží na podmořské hoře Atlantis a objevila ji vědecká expedice pracující na stejnojmenné lodi. Do pátrání se také zapojilo podmořské zařízení Alvin, které se s tříčlennou posádkou na palubě může ponořit až do hloubky 4500 metrů, i když jen na poměrně krátkou dobu - zhruba na deset hodin. Je vybavené robotickou rukou pro odběr různých vzorků. Vědcům pomáhal i „podmořský robot“ označovaný ABE - dálkově ovládané zařízení určené ke sledování oceánského dna.

Výzkumníci postupně zjistili, že ve Ztraceném městě tryská ze dna oceánu voda teplá 40 až 90 stupňů Celsia. Obsahuje řadu minerálních látek a je poměrně zásaditá (pH 9 až 11). V průběhu tisíciletí díky tomu vyrostly v místě horkých gejzírů zřasené útvary o velikosti drobných muchomůrek, ale i osmnáctipodlažních budov. Jsou převážně tvořeny uhličitanem vápenatým podobně jako vápencové jeskyně a zbarvují se bíle, béžově nebo třeba do šeda.

Lost City však nepoutá pozornost vědců ani tak bizarním vzhledem, jako spíše probíhajícími chemickými reakcemi. Fakt, že voda z gejzírů obsahuje uhlovodíky, není žádnou novinkou. Izotopové analýzy provedené Giorem Proskurowským a Deborah Kelleyovu z University of Washington však nyní ukázaly, že uhlík nepochází ze vzdušného oxidu uhličitého rozpuštěného ve vodě, ani z biologických sedimentů na dně.

Podle odborníků uhlovodíky v Lost City vznikají vzájemným působením mořské vody a skalního podloží, z něhož vycházejí hydrotermální prameny. Tyto různé zkombinované směsi atomů vodíku a uhlíku mají zásadní význam pro vznik živých organismů, představují vlastně základní stavební kameny života.

Z řetězců jednoduchých uhlovodíků může být utvořena buněčná stěna. Aminokyseliny, které jsou základem bílkovin, jsou zase krátké řetězce uhlovodíků, na nichž jsou přilepeny atomy dusíku, kyslíku nebo síry.

„Objev uhlovodíků, které pocházejí z nebiologických zdrojů, nám možná pomůže porozumět počátkům života na naší planetě, případně jinde ve vesmíru,“ upozorňuje Giora Proskurowski v tiskové zprávě University of Washington.

Dým podmořských kuřáků Útvarů, které se do určité míry podobají těm v lokalitě označované jako Lost City, si vědci poprvé všimli v 70. letech minulého století.

„Na hlubokomořském dně bylo nalezeno již více než 30 míst, kde vyvěrají geotermální prameny. Někde jejich teplota přesahuje 300 stupňů Celsia a voda je plná černé suspenze, tvořené droboučkými částicemi sulfidů. Proto se jim říká černí kuřáci,“ vysvětluje docent Zdeněk Kukal z České geologické služby. Jinde jsou výrony chladnější, kolem 100 stupňů Celsia a obklopeny jakýmisi bílými obláčky - suspenzí ze směsi opálu, barytu a karbonátu. Proto se označují jako bílí kuřáci. „Mimo to existují i přechodné typy, kde teplota výronů dosahuje zhruba 100 až 200 stupňů Celsia,“ pokračuje docent Kukal.

U geotermálních gejzírů prýštících v oblasti Lost City je teplota vod vytékajících ze dna zhruba stejná jako u bílých kuřáků. Jejich objevitelé však vysvětlují ohřívání vody a únik uhlovodíků odlišně. „U černých a bílých kuřáků oceánské vody prosáknou kůrou, ohřejí se několik kilometrů pod dnem a pak stoupají zpět,“ popisuje Zdeněk Kukal. U výronů v Lost City se voda do varu dostává jinak - pomocí chemických procesů, ke kterým dochází nehluboko pod dnem.

„Velký rozdíl je také v materiálu, který se u výronů usazuje. U Lost City je to skutečně uhličitan vápenatý, u černých kuřáků však nebývá vůbec, u bílých kuřáků pouze jako příměs,“ vysvětluje docent Kukal. Český geolog dále upozorňuje, že se prostředí liší i v reakci vody kolem výronů. U černých a bílých kuřáků kyselé vody prýští do mírně alkalického oceánu, u Lost City mají samotné výrony alkalický charakter. To podle docenta Kukala může ovlivnit reakce mezi uhlovodíky a okolními vodami.

Ostatně na to upozorňuje i Deborah Kelleyová. Chemické reakce v Lost City jsou podle ní ovlivněny alkalickým prostředím i konkrétními příměsemi, které vědci v lokalitě objevili - acetáty nebo formiáty. Studii o pozitivním vlivu těchto látek na případný vznik živých organismů zveřejnili před časem Michael Russell ze Skotského centra pro životní prostředí v Glasgow a William Martin z univerzity v německém Düsseldorfu. Acetáty a formiáty nalezené v Lost City mohly být v minulosti významných zdrojem energie pro předchůdce mikroorganismů, kteří se živí metanem.

Chemické procesy, k nimž dochází u Lost City, tak mohou vysvětlit vznik života na Zemi, připouští Zdeněk Kukal: „Kde se tvoří uhlovodíky, mohou vznikat i ty nejprimitivnější organismy. Jakým způsobem, to je ovšem otázka.“ Okno do zemského nitra „Z geologického hlediska je objev Lost City zcela mimořádný. I proto, že se mořští geologové zajímali o tuto část Středoatlantského hřbetu i ze zcela jiných důvodů. Některé geofyzikální údaje byly podezřelé, podle nich by v těchto místech měl chybět kus zemské kůry a podložní plášť být snad docela blízko u dna,“ popisuje docent Kukal. Oblasti se podle něj dokonce trochu nadneseně říkalo „okno do zemského nitra“.

Popsaná teorie zatím potvrzena nebyla, i když někteří geologové věří, že zlom, který Středoatlantský hřbet přetíná, vytrhl z hloubky kus pláště a vynesl jej až k oceánskému dnu. „Tuto představu sdílejí i objevitelé Lost City a opírají o ni svou teorii o ohřívání vod a úniku uhlovodíků. Domnívají se, že vody se ohřály při chemických reakcích doprovázejících rozklad plášťových hornin, peridotitů a dunitů. Jsou to bazické vyvřeliny bez křemene, tvořené hlavně nerostem olivínem. Ty se mění v serpentinity, česky hadce. Při proměně dochází k uvolňování tepla. To by ovšem stěží stačilo k ohřátí vody na sto a více stupňů,“ popisuje Zdeněk Kukal.

V místě horkých gejzírů vyrostly na dně oceánu drobné, ale i obří vápencové útvary

Chemická laboratoř ve Ztraceném městě Unikátní soustava horkých pramenů a vápencových věží na dně Atlantského oceánu se nyní dostala pod drobnohled vědců. Zkoumání chemických reakcí, které probíhají v lokalitě označované Lost City (čili Ztracené město), ukazuje, jak se kdysi mohl zrodit život na naší planetě.

Autor:

Jak předejít syndromu náhlého úmrtí kojence?
Jak předejít syndromu náhlého úmrtí kojence?

Syndrom náhlého úmrtí kojence (SIDS – sudden infant death syndrome) je doslova noční můrou všech rodičů. V současné době lze tomuto zbytečnému...