Kominy hydrotermalne olbrzymim źródłem żelaza

[KopalniaWiedzy.pl 357]

Na Południowym Atlantyku odkryto olbrzymi, liczący sobie ponad 1000 kilometrów długości obszar, na którym z kominów hydrotermalnych wydobywają się duże ilości żelaza i innych pierwiastków. Obszar ten może być jednym z najważniejszych źródeł żelaza obecnego w wodach oceanów. Jego odkrycie stawia pod znakiem zapytania dotychczasową wiedzę dotyczącą ilości żelaza oraz jego źródeł.

Te badania oraz mu podobne zmuszą naukę do zrewidowania poglądów na temat udziału kominów hydrotermalnych w dostarczania żelaza wodom oceanicznym oraz do zwiększenia szacunków dotyczących jego ilości i będą miały wpływ nie tylko na badania dotyczące geochemii żelaza ale również innych dyscyplin - mówi Mak Saito z WHOI.

Co ciekawe, celem ekspedycji naukowej nie było poszukiwanie źródeł żelaza. W 2007 roku grupa uczonych wyruszyła na pokładzie R/V Knorr by przeprowadzić badania w ramach projektu CoFeMUG (Cobalt, Iron and Micro-organisms from the Upwelling zone to the Gyre). Ich zadaniem było stworzenie mapy składu chemicznego wód oraz mikroorganizmów na trasie od Brazylii do Namibii. Podczas rejsu regularnie pobierali próbki wody w różnych miejscach i z różnych głębokości. Próbki pieczętowano, by na lądzie przeprowadzić szczegółowe analizy.

K/V Knorr przepływał nad Grzbietem Śródatlantyckim, Znajdujące się tam kominy hydrotermalne nie były dotychczas szczegółowo badane, gdyż nauka uznaje, że nie mają one wielkiego znaczenia, ponieważ wydobywający się z nich materiał wypływa powoli. Znacznie bardziej interesujące wydają się kominy szybko uwalniające materiał. Wcześniejsze badania helu, który używany jest jako wskaźnik aktywności kominów hydrotermalnych, wykazały, że z kominów na środkowym Atlantyku wypływa niewiele materiału. Z tego wnioskowano, że wypływa też niewiele żelaza.

Jednak po przeanalizowaniu próbek okazało się, że zawierają one olbrzymie ilości żelaza i manganu. Gdy naukowcy sprawdzili miejsca pobrania wody odkryli, że obszar z dużą zawartością tych metali rozciągał sie na przestrzeni ponad 1000 kilometrów na głębokościach od 1500 do 3500 metrów. Nigdy czegoś takiego nie widzieliśmy. Byliśmy nieco zaszokowani - w środku południowej części Atlantyku istnieje tak olbrzymi istotny obszar. NIe wiedzieliśmy, co z tymi danymi zrobić, bo nie spodziewaliśmy się tego - mówi Saito. Stosunek żelaza do helu był w zbadanym materiale aż 80-krotnie większy, niż w efektywniej działających kominach na południowo-wschodnim Pacyfiku. Saito zauważa, że odkrycie to każe podać w wątpliwość używanie helu jako wskaźnika do badań wypływu żelaza z kominów hydrotermalnych.

To niezwykle ważne odkrycie, gdyż wskazuje, że z wolno działających kominów mogą wydostawać się olbrzymie ilości żelaza, a pierwiastek ten jest kluczowym dla istnienia życia w oceanach. Przyczynia się on do wzrostu fitoplanktonu, szczególnie tych jego gatunków, które są ważne dla obiegu ocenicznego węgla, a ten z kolei wpływa na poziom dwutlenku węgla w atmosferze i na klimat na Ziemi. Jako, że w ponad połowie światowych grzbietów śródoceanicznych mamy do czynienia z wolno działającymi kominami hydrotermalnymi, można wnioskować, że w ich okolicy jest znacznie więcej żelaza niż sądzono.
Jeśli chcemy dokładnie rozumieć rolę, jaką odgrywa żelazo w morskim obiegu węgla, musimy dowiedzieć się ile, gdzie to żelazo jest i skąd ono pochodzi - dodaje Saito.