Чорні курці

Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Перейти до: навігація, пошук

Чорні курці (чорні палії) — гідротермальні джерела в рифтових зонах світового океану, вода яких насичена сполуками металів та сірки, внаслідок чого має чорний колір. Навколо таких джерел утворюється унікальна екосистема[1].

Чорні курці у Атлантичному океані

Історія дослідження[ред.ред. код]

Відкриття гідротермальних систем на океанічних хребтах стало можливим завдяки тому, що у 70 роках ХХ сторіччя було побудовано батискафи, здатні занурюватись на глибини до 4 км. Під час занурення на батискафі “Елвін” (США) у східній частині Тихого океану (район Галапагоських островів) було вперше знайдено гідротермальні джерела, температура води на виході яких досягала 370°С, крім того вода в них мала чорний колір завдяки високій концентрації сполук сірки; така особливість обумовила назву джерел — чорні курці. Після цього подібні утворення було знайдено в усіх океанах. Відомі також білі курці[1], що утворюються за нижчих температур (200—300°C)[2].

Будова та функціонування чорних курців[ред.ред. код]

Схема функціонування чорних курців

Усі чорні курці перебувають у рифтових зонах океанів, які являють собою глибокі ущелини, що розташовані вздовж вісі серединно-океанічних хребтів. Ці хребти утворились на межі літосферних плит внаслідок їхнього розходження. Діяльність гідротермальних джерел обумовлюється тим, що нагріта до 1200°С лава підіймається до поверхні та вступає у контакт з морською водою, нагріваючи її до 500–800°С. Вода просочується до океанічної кори через тріщини на глибину до кількох кілометрів. Гаряча вода вимиває з базальту океанічної кори мінеральні речовини, розширюється та починає рухатись до поверхні, у бік меншого тиску. На поверхні вона вступає в контакт з дуже холодною (близько 4°С) морською водою, внаслідок чого мінеральні речовини (сульфіди Fe, Cu та Zn) починають випадати у осад та формують характерні конусоподібні утворення до кількох сотень метрів у діаметрі та кілька десятків метрів висотою. Безпосередньо чорні курці являють собою нарости, що складаються здебільшого з ангідриту (сульфату кальцію) у вигляді наростів, вони розташовані у верхній частині такого утворення[1].

Біоценоз чорних курців[ред.ред. код]

Колонія рифтій на чорному курці

Довгий час вважали, що всі екосистеми на планеті залежать від сонячного світла, яке необхідне для фотосинтезу рослин — початкової ланки харчових ланцюгів. Вважалось що на дні океану живе дуже невелика кількість організмів, які залежать від екосистеми верхніх шарів океану, оскільки на глибину не потрапляють сонячні промені, фотосинтез тут неможливий, і поживні речовини можуть потрапити сюди тільки з поверхні у вигляді відмерлих решток організмів. Але відкриття чорних курців перевернуло уявлення про життя на Землі. Тут виявили повноцінний біогеоценоз, повністю автономний та незалежний від організмів, що живуть на поверхні. Це було досить дивно, адже умови життя тут вкрай несприятливі: з одного боку крижана вода (температура до 4°С), з іншого боку вода нагріта до температури більше 300°С, насичена отруйними сполуками сірки та важких металів із кислотністю 2,2—2,8 та дуже високий тиск, у сотні разів вищий, ніж на поверхні.
Основу харчового ланцюга тут складають археї, які в умовах чорних курців, поглинають сірководень та вуглекислий газ, перетворюючи їх на цукри[1]. Енергія, яка при цьому утворюється, використовується для синтезу органічних речовин, необхідних для життєдіяльності цих організмів. Архебактерії накопичують тут досить велику біомасу та утворюють гігантські колонії розміром кілька метрів, так звані «мати». Усі інші тварини, що живуть у екосистемі гідротермальних джерел, залежать від цих архебактерій[3]. Уся екосистема, у прямому розумінні слова, просякнута архебактеріями – вони повсюдно: і на голих скелях, і у товщі донного мулу, і на поверхні тварин, і у їх тканинах. Більшість тварин вступили у симбіоз із цими мікроорганізмами, постачаючи їм сірководень та вуглекислий газ, а бактерії, у свою чергу, годують господаря синтезованими цукрами[1]. Тут зустрічаються ракоподібні, черви, погонофори, молюски, всього нараховують до 500 видів тварин, але повністю видовий склад цих біоценозів ще не вивчено. Середня біомаса (50—52 кг/м²) співставна з середньою біомасою тропічних лісів чи коралових рифів[1].

Типовими тваринами даної екосистеми є рифтії[1] – організми, які належать до погонофор. Першого представника Riftia pachyptila було описано 1981 року, наразі відомо 15 видів цих тварин. Вони мають довжину до 2,5 м та 5-7 см у діаметрі, тіло перебуває у трубці, яка складається з білка та хітину, одною стороною вона прикріплена до субстрату, на іншому є отвір, з якого виходять щупальці тварини. Ці організми дуже зацікавили вчених, оскільки вони мають незвичний для тварин спосіб живлення. Вони не мають рота та ануса, але містять спеціальний орган – трофосому[1], в якій живуть автотрофні архебактерії. Рифтії забезпечують їх киснем, вуглекислим газом та сірководнем, які транспортуються кровоносною системою тварин, надають їм захист від поїдання, а бактерії, окислюючи сполуки сірки та синтезуючи органічні речовини, живлять хазяїна[4].

Крім рифтій у симбіозі з бактеріями живуть двостулкові молюски каліптоґена велетенська (Calyptogena magnifica) та глибоководник теплолюбний (Bathymodiolus thermophilus Kenk & Wilson, 1985)[1]. Вони отримують поживні речовини як від бактерій, що живуть на їхніх зябрах, так і з зовнішнього середовища.

Також характерним видом біоценозу чорних курців є помпейські черви (Alvinella pompejana). Ці тварини належать до поліхет та отримали свою назву від засипаних вулканічним попелом Помпей, тому що вони живуть у зоні гарячої води (40 – 50°С) та на них постійно падає «попіл» з частинок сірки.

Рифтіями та помпейськими червами живляться хижаки, такі як білі краби (Bythograea thermydron Williams, 1980) та Cyanograea. Деякі організми, що живуть в цих екосистемах, можуть зустрічатись і за їхніми межами. До них належать деякі хижаки, наприклад риба з родини Термарцесів (Thermarces cerberus), восьминіг Grimpotheutis, десятиногі сліпі раки (Munidopsis Whiteaves, 1874) тощо[1].

Серед фауни чорних курців було знайдено організми, які вважались вимерлими багато мільонів років тому. Серед них вусоногі ракоподібні роду Neolepas, черевоногий молюск Neomphalus, двостулковий молюск Bathypecten. Скоріш за все ці організми не витримали конкуренції з більш молодими та прогресивними видами на мілководді та їх було витіснено у несприятливі умови глибоководних гідротермальних джерел.

Роль чорних курців у формуванні родовищ корисних копалин[ред.ред. код]

Відкриття чорних курців, що виносять велику кількість рудної речовини, що складається з сульфідів заліза, міді та цинку, дозволила геологам відстежити процес формування рудних родовищ. Ці процеси відбуваються у наш час, але подібним чином формувалися родовища колчеданових руд у тих місцевостях, які зараз перебувають на суходолі[5].

Примітки[ред.ред. код]

  1. а б в г д е ж и к л Андрій М. Заморока (2009-09-01). «Чорні курці». Станіславівський Натураліст. Архів оригіналу за 2013-07-02. Процитовано 2011-04-02. 
  2. Мазарович А.О. Строение дна Мирового океана и окраинных морей России. — ГЕОС. — Москва, 2005.(рос.)
  3. Н.Ю. Феоктистова. «Новости из «черных курильщиков»». (рос.)
  4. В.В. Малахов (1997). «Вестиментиферы - автотрофные животные». Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Архів оригіналу за 2013-07-02. (рос.)
  5. Н.В. Короновский (1999). «Гидротермальные образования в океанах». Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова. Архів оригіналу за 2013-07-02. (рос.)