200008_na_tropie_podmorskiego_z.pdf

WYPRAWY

Dwaj naukowcy podejrzewaj, ýe najwi«kszym zbiornikiem

ýycia na Ziemi nie s oceany, ale sp«kane ska¸y pod ich dnem.

Sarah Simpson Ð dziennikarka Scientific American Ð

opowiada o wyprawie w poszukiwaniu

potwierdzajcych t« hipotez« dowodw

Na tropie podmor

70 å WIAT N AUKI SierpieÄ 2000

WYPRAWY

Dwaj naukowcy podejrzewaj, ýe najwi«kszym zbiornikiem

ýycia na Ziemi nie s oceany, ale sp«kane ska¸y pod ich dnem.

Sarah Simpson Ð dziennikarka Scientific American Ð

opowiada o wyprawie w poszukiwaniu

potwierdzajcych t« hipotez« dowodw

obrazy ze znajdujcej si« trzy ki-

lometry niýej bezkresnej pustki

dna p¸nocnego Pacyfiku. Ten ekran jest

jego iluminatorem dzi«ki zdalnemu oku

podmorskiego robota Jasona umocowa-

nego na koÄcu naszpikowanej przewo-

dami elektrycznymi i æwiat¸owodami li-

ny, zwisajcej ze statku badawczego

Thomas G. Thompson.

Z r«kami za¸oýonymi na piersi John-

son spoglda na technika kierujcego

prac robota z fotela w sterowni statku.

Ca¸a za¸oga juý od 13-tu godzin odby-

wa wirtualn w«drwk« po bezkresach

dna oceanu, ale teraz Johnson nie chce

zrezygnowa ze zbliýajcych si« emocji.

Dzieli ich juý tylko 30 min od wprowa-

dzenia do otworu w dnie prawie dwu-

metrowego w«ýa pompy, zanim zosta-

nie ona uruchomiona. Na bladym

obrazie monitora Johnson widzi ponad

otworem wod« migoczc gorcymi od-

blaskami Ð to dobywajce si« spod dna

strumienie, Johnson zaæ wierzy, ýe coæ

w nich ýyje... lub kiedyæ ýy¸o.

Operator oddycha g¸«boko, pociga

¸yk kawy i przekr«ca g¸wk« dýojstika

na migajcej lampkami tablicy rozdziel-

czej. Z robota wysuwa si« czteropalcza-

sta aluminiowa r«ka i zmierza w kierun-

ku w«ýa o ærednicy oko¸o 1.7 cm, takiej

samej jak kaýdy z jej czterech palcw.

Pochwycenie go moýe wydawa si« ¸a-

twe, ale dla pilota operujcego z odle-

g¸oæci paru kilometrw, nie potraficego

w¸aæciwie oceni g¸«bi przestrzennej ob-

razu i nie dysponujcego zmys¸em doty-

ku, jest to nie lada zadanie. By spojrze

w lewo lub prawo, musi naciska guzi-

ki obracajce szklanym okiem kamery.

Kaýdy ruch jest powolny. Johnson, po-

grýony wraz z towarzyszami w p¸-

mroku, wydaje pomruk niezadowole-

nia, gdy bia¸y wý znw wyælizguje si«

z metalowego uæcisku palcw robota.

ãTo tak jak ogldanie gry komputero-

wej, gdy drugi dzieciak ci przeszkadzaÓ

Ð mwi. Czas p¸ynie nieub¸aganie, a pi-

lot wciý prbuje z¸apa wærd strumie-

ni gorcej wody nieuchwytny wý.

Znalezienie mikroskopijnych organi-

zmw w gorcej wodzie tryskajcej spod

dna oceanicznego nikogo specjalnie by

STATEK

M E T R î W

1 0 0 0

1 5 0 0

2 0 0 0

2 5 0 0

JASON

OTWîR

WIERTNICZY

OSAD

3 0 0 0

SP¢KANE SKAüY

3 5 0 0

KRûCE

ROZTWORY

4 0 0 0

PODWODNY ROBOT po¸czony ze stat-

kiem umoýliwi badaczom poszukiwanie mi-

kroorganizmw ýyjcych by moýe w wy-

pe¸nionych roztworami porach skalnych pod

dnem oceanu.

CIEPüO

skiego ýycia Zdj«cia: Paul Souders

å WIAT N AUKI SierpieÄ 2000 71

P aul Johnson zerka na monitor, na

5 0 0

nie zdziwi¸o, gdyby rd¸o to by¸o jednym z wielu tzw. czarnych

kominw 1 . Odizolowane od ýyciodajnej energii s¸onecznej, te

wynios¸e skalne wieýe wyrzucaj fontanny przegrzanych roz-

tworw, b«dcych poýywieniem dla istot, ktre stanowi pod-

staw« ca¸ej piramidy pokarmowej Ð od bakterii siarkowych po

zaopatrzone w czerwone czu¸ki i zamieszkujce oskrkowe ru-

rowate domki rurkoczu¸kowce (Pogonophora) i kikutnice (Pan-

topoda). Czarne kominy to miejsca fascynujce, lecz rzadkie.

Wszystkie, ktre dotd przebadano, nie zajmuj ¸cznie wi«cej

niý hektar powierzchni dna oceanicznego.

Ale to gorce rd¸o jest inne Ð tryska z otworu wykonane-

go przez cz¸owieka i znajduje si« w odleg¸oæci 100 km od najbliý-

szego prawdziwego komina ryftowego. Johnson i jego wsp¸-

pracownik, oceanolog Jim Cowen, sdz, ýe jeæli znajd ælady

ýycia w tych podmorskich roztworach, moýe to oznacza ist-

nienie ca¸ej nieznanej biosfery zamieszkujcej pory w ska¸ach

wyæcie¸ajcych dna wszystkich oceanw. W tym podpowierzch-

niowym krlestwie mog¸oby by wi«cej ýywej materii niý we

wszystkich morskich ekosystemach razem wzi«tych.

Trudno powstrzyma si« przed dalekosi«ýnymi spekula-

cjami wobec perspektyw takiego odkrycia. Czyýby najwcze-

æniejsze ýycie na Ziemi powsta¸o w¸aænie tam, w g¸«binach

pod oceanami, odýywiane zwizkami zawartymi w ska¸ach

i ogrzewane przez wznoszce si« z wn«trza planety zbiorni-

ki magmy? I czy znalaz¸o tam bezpieczne schronienie przed

wielkimi lodowcami, ktre kiedyæ skuwa¸y ca¸ kul« ziem-

sk, i nadlatujcymi z kosmosu bolidami? Jeæli ýycie rozwija

si« bujnie w skalnym pod¸oýu Ziemi, to dlaczego nie pod oce-

anami pokrytego skorup lodow satelity Jowisza, Europy, lub

w osadach pradawnych dolin rzecznych na Marsie?

Tylko 11 min dzieli nas od w¸czenia pomp. Johnson wie,

ýe pompowanie to najczystszy i najprostszy sposb na znale-

zienie æladw ýycia w podmorskich ska¸ach. Ale jeæli pom-

pa zassie zwyk¸ wod« oceaniczn, wszystko pjdzie na mar-

ne. Robot chwyta w koÄcu wý, ale pilot bezskutecznie

prbuje wetkn jego koniec do otworu. Znw chybia celu Ð

a stojcy za nim ludzie wydaj g¸oæne okrzyki. Wreszcie, mi-

nut« przed rozpocz«ciem operacji, koÄcwka w«ýa zanurza

si« w rozgrzanych wodach otworu. Cho operacja jest trud-

na i frustrujca, to nie tak ryzykowna jak zdalne sterowanie

poszukiwaniem ýycia na Marsie czy Europie. Ale czy to w ko-

smosie, czy pod oceanem, drobne zwyci«stwa przysparzaj

nieraz niespodziewanych k¸opotw, jak si« o tym za¸oga

Thompsona mia¸a wkrtce przekona. Trzymanie w«ýa w ýe-

laznym uæcisku przez trzy godziny przegrza¸o palce Jasona

i robot zosta¸ na pewien czas unieruchomiony.

W gruncie rzeczy to w¸aænie frustracja po¸czy¸a losy Johnso-

na i Cowena w 1994 roku. Tamtej jesieni obaj naukowcy, prowa-

dzcy dotd zupe¸nie rýne badania, znaleli si« na tym samym

statku. ãBy¸a paskudna pogoda, sprz«t nam si« psu¸, nawiga-

cja sprawia¸a k¸opoty, krtko mwic, mieliæmy sporo wolnego

czasu Ð wspomina Johnson. Ð Zacz«liæmy wi«c z Jimem prowa-

dzi dyskusje.Ó Wkrtce odkryli, iý ¸czy ich wsplna, mocno

kontrowersyjna myæl Ð ýe pod dnem oceanu moýe rozkwita

ýycie i maj pomys¸, jak to sprawdzi. Entuzjazmu tego nie po-

dzielali recenzenci ich projektu badawczego, lecz po jego dwu-

krotnym przeformu¸owaniu National Science Foundation zde-

cydowa¸a si« wy¸oýy 1.6 mln dolarw na to przedsi«wzi«cie.

Ale jeden program mg¸ jednak nie wystarczy. Nawet je-

æli ten wymyælony przez nich cudowny æwiat mikrobw na-

72 å WIAT N AUKI SierpieÄ 2000

OPERATOR KIERUJE ROBOTEM JASONEM ze sterowni

( a ) na pok¸adzie statku Thomas G. Thompson ( b ). Ra-

mieniem robota chwyta jedn z szeæciu plastikowych ko-

lumn pozostawionych przed rokiem na dnie p¸nocnego

Pacyfiku ( c ). Za¸oga pracuje dniem i noc, by zebra wszyst-

kie kolumny wraz z ich cennymi filtrami, w ktrych mo-

g znajdowa si« ælady podziemnego ýycia przyniesione do

nich przez tryskajce ze ska¸ skorupy strumienie gorcej

wody. Jason wycigany jest na pok¸ad tylko wwczas, gdy

nast«puje zmiana miejsca badaÄ lub awaria ( d ).

å WIAT N AUKI SierpieÄ 2000 73

prawd« istnieje, up¸yn pewnie lata, zanim uda si« tego do-

wieæ. W wi«kszoæci miejsc na Ziemi znajdujce si« pod oce-

anami ska¸y skorupy przykryte s kilkukilometrow war-

stw wody, a w grubych pok¸adach osadw i resztek

organicznych ¸atwo pogrýy¸by si« szeædziesi«ciopi«trowy

wieýowiec. Obaj badacze wiedzieli, ýe najlepszym sposobem

na potwierdzenie ich teorii jest znalezienie takich miejsc, gdzie

spod dna oceanu tryska ze ska¸ mocno podgrzana woda.

Podczas pierwszej ekspedycji w 1997 roku uda¸o im si« zlo-

kalizowa kilka takich wyciekw gorcych wd. Rok pniej

przykryli te rd¸a specjalnymi filtrami, tak skonstruowany-

mi, by wychwytywa¸y komrki, DNA i inne ælady ýycia wy-

p¸ukiwane wraz z wod. Pod koniec sierpnia 1999 roku znw

podnieæli kotwic«. Podczas trwajcej 13 dni ekspedycji skorzy-

stali z us¸ug Jasona i dziewi«cioosobowej za¸ogi z Woods Ho-

le Oceanographic Institution w Massachusetts i przebadali

szeæ filtrw za¸oýonych rok wczeæniej na wylotach podmor-

skich rde¸. Chcieli takýe wyprbowa now pomp« i mniej-

szy, czystszy filtr, ktry zesp¸ Cowena mia¸ pozostawi na

dnie tylko przez tydzieÄ.

Wyruszajc z macierzystego portu University of Washing-

ton w Seattle, Thompson skierowa¸ si« ku zachodowi, gdzie

na dnie oceanu Ð w odleg¸oæci 350 km od linii brzegowej Ð

wznosi si« postrz«piony grzbiet zwany ryftem Juan de Fuca.

Stanowicy fragment opasujcej ca¸y æwiat sieci plujcych

roztopionym bazaltem roz¸amw dna oceanicznego, grzbiet

ten poroæni«ty jest lasem strzelistych kominw noszcych

wielce wymowne nazwy: Godzilla, Inferno (piek¸o), Hulk

(rumowisko). Tym razem jednak Johnson i Cowen nie mieli

zamiaru bada tych gorcych wyciekw. Thompson zarzu-

ci¸ kotwic« 100 km dalej, ponad s¸abo poznanym obniýeniem

dna zwanym Cascadia Basin. Rozwijajc ogromn szpul« sta-

lowego kabla, technicy z Woods Hole opuæcili ostroýnie Jaso-

na na bardzo ch¸odne dno oceanu, pokryte zastyg¸ przed

ponad trzema milionami lat law bazaltow. Zimna ska¸a nie

wydaje si« wymarzonym miejscem rozwoju mikroorgani-

zmw, ale Johnson i Cowen s innego zdania.

Po pierwsze, stara skorupa oceaniczna nie jest wcale tak

sztywna, jak moýna by sobie wyobraýa. Johnson, dziæ 59-

-letni geofizyk z University of Washington, przez wi«ksz

cz«æ kariery naukowej zajmowa¸ si« w¸aæciwoæciami bazal-

tw oceanicznych. Badajc zmiennoæ pola grawitacyjnego

ponad dnem oceanw, stwierdzi¸, ýe aý 20% zalegajcych do

g¸«bokoæci 600 m utworw to wype¸nione wod pory ærd-

skalne. ãWsz«dzie tam, gdzie jest woda, pusta przestrzeÄ

i temperatura nie przekraczajca 100¡C, jest teý i ýycieÓ Ð re-

cytuje niczym mantr« Johnson, znany rwnieý z tego, ýe w ro-

ku 1967 stwierdzi¸ na jednym ze swych wyk¸adw, iý tekto-

nika p¸yt to niepowaýna hipoteza. ãMam wi«c za sob d¸ug

tradycj« najzupe¸niej fa¸szywych pogldwÓ Ð ýartuje.

Wielu biologw uwaýa z pewnoæci, ýe i tym razem John-

son ma po prostu bzika na punkcie podziemnego ýycia. By wy-

kaza, ýe to oni si« myl, potrzebuje wraz z Cowenem niezbi-

tych dowodw na jego istnienie. Dlatego obaj pragn zebra

ælady nieznanego na grze ýycia, zwracajc baczn uwag«, by

WYCIGAJC PIERWSZ KOLUMN¢ NA POKüAD, biolog Jim

Cowen (z lewej) wraz z drugim badaczem staraj si« unikn

zetkni«cia si« z trucizn, ktra mia¸a przeszkodzi w dostaniu si«

niepoýdanych organizmw do wk¸adu filtra. Nast«pnego dnia

geofizyk Paul Johnson (u do¸u z lewej) pomaga jednemu z tech-

nikw od¸czy rami« Jasona, ktre zacz«¸o szwankowa, zanim

uda¸o si« wycign drug kolumn«. K¸opotliwa naprawa urz-

dzenia opni¸a wykonanie planu przez za¸og« o ponad dob«.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: