Изследване На Мистериите На Океанския Етаж

{h1}

Емили бийл пътува до морското дъно, за да научи как дълбоководните организми използват химическата среда без слънце, за да процъфтяват.

Тази статия зад сцената беше предоставена на WordsSideKick.com в партньорство с Националната научна фондация.

Преди около три години Емили Бийл - абитуриентка по геоложки науки в щата Пен - с нетърпение се качи в дълбоководното гмуркане, потапящо се под името Алвин, свързано към дъното на океана.

След като се вмъкна в титановата сфера на Алвин, Бийл започна да се спуска към океанското дъно с повече от капка клаустрофобия. Алвин беше просто достатъчно голям, за да я задържи, пилота на потопяемия, и колегата от Penn State Крис Хаус. За щастие, докато Бийл надничаше от прозорците с размер на чинията на Алвин по време на спускането си, клаустрофобията бързо отстъпи място на чистата, безплатна възбуда.

"След като се спуснахме под осветените от слънцето повърхностни слоеве на океана, черно-тъмният океан беше осветен от флуоресциращи организми; те искриха и мигаха като звезди; бяха прекрасни", спомня си тя.

Мисия за микробите

Защо Бийл и Хаус пътуваха към дъното на океана? Те се насочваха към събиране на проби от микроби, които живеят в близост до метанови просочи - места, където метанът и другите богати на въглеводороди течности изливат от дъното на океана.

Бийл и Хаус събраха тези проби като част от изследователски проект, проведен с Виктория Сирак от Калифорнийския технологичен институт.

Учените са привлечени от метанови прониквания, защото те са домакини на уникални екосистеми, които за разлика от почти всички други екосистеми са независими от светлина и не се захранват от фотосинтеза. По-скоро тези екосистеми се захранват от химическа енергия, която се произвежда, когато микробите консумират метан, който прониква през утайки без кислород.

"Почти целият метан, който се отделя при метан, се консумира от микроби", каза Бийл. "В резултат на това много малко от този метан, който е важен парников газ, го превръща в океанската вода и атмосфера."

И все пак много остава загадъчно за метаните прониквания. "Ние не разбираме напълно защо метанът се просмуква там, където се намират; може би тези течности се издигат чрез разломи от области, където се произвеждат в дълбочина чрез биологични или други процеси", каза Бийл. Изследователската група на Бийл знаеше, че вероятно ще намерят метанови прониквания в целевата им област, защото други изследователи преди това са ги открили в тази област.

Учените знаят много малко за химичните реакции, които се появяват, когато микробите консумират метан при метан, частично поради трудността, която е присъща на събирането на чисти проби от микроби, които се хранят с метан, и отглеждането им в лабораторията.

Независимо от това, учените отдавна знаят, че микробите комбинират метана, освободен от метан, се съчетава със сулфати, за да образуват сероводороди и въглероден диоксид. Сероводородите, произведени чрез тази реакция, подхранват миди и други животни, живеещи на метан, и произвежданият въглероден диоксид в крайна сметка се утаява от водата като карбонати, предотвратявайки навлизането на парникови газове в атмосферата.

Учените отдавна подозират, че други видове съединения освен сулфати могат да се комбинират с метан за получаване на въглероден диоксид, но липсват доказателства.

Удряне на дъното

След спускане през водния стълб в продължение на около час, изследователската група се приближи до брега на океанското дъно на около 530 метра дълбочина (около 1740 фута).

Тогава пилотът на Алвин включи прожекторите на потопяемата светлина, които осветяваха шум от плоска риба и случайна акула, и насочи Алвин на курс, успореден на морското дъно.

По време на тричасовия изследователски патрул, който последва, Бийл и Хаус откриха множество метанови прониквания, търсейки техните сигнални знаци: метанови мехурчета, издигащи се от дъното на океана, бели и оранжеви микробиални рогозки, килими с морски дъно, и струпвания от миди, захранващи водородни сулфати.

Чрез манипулиране на двете хидравлични, роботизирани ръце на Алвин, изследователите успяха да съберат утайки, съдържащи микроби, от тези просочи и да ги изтеглят обратно по време на едночасово изкачване обратно на повърхността.

Обратно в лабораторията...

След като Бийл и Хаус се върнаха в лабораторията, те се заеха да определят дали микробите при проникване използват железен оксид или манган без присъствието на сулфати за преобразуване на метан във въглероден диоксид.

Изследването включваше сравнение на количеството въглероден диоксид, отделен от няколко утайки, взети в пробата по време на гмуркането в Алвин. Някои от системите съдържаха сулфати; някои са без сулфат; а някои съдържат железен оксид или манганов оксид без никакви сулфати.

Резултатите на изследователите, публикувани в Science на 10 юли 2009 г., показват, че както се очаква, консумацията на метан е най-висока в седиментните системи, които съдържат сулфати.

Независимо от това, и пробите, залепени с желязо и манганов оксид, също показват значителни количества потребление на метан, въпреки че в тези системи се наблюдава по-малко потребление, отколкото в сулфатните системи.

"Въпреки че тези резултати не показват, че желязото и манганът са по-важни от сулфата, те показват, че желязото и манганът вероятно са повече от тривиални части от въглеродния цикъл на Земята", каза Бийл.

Резултатите също предполагат, че реакциите между метан и манган или железен оксид може да са изиграли важна роля в метановия цикъл през първите дни на Земята, добави Бийл. "През този период вероятно е имало достатъчно количество манган и железен оксид, които да поддържат химичните реакции, консумиращи метан."

Досега Бийл категоризира повече от дузина проникващи микроорганизми, включени в нейните експерименти. Въпреки това тя все още не знае кой отделен микроб или консорциум от микроби е отговорен за консумацията на метан, но се надява в крайна сметка да идентифицира тези важни организми чрез текущите си изследвания.

Бележка на редактора: Това изследване беше подкрепено от Националната научна фондация (NSF), федералната агенция, натоварена с финансиране на основни изследвания и образование във всички области на науката и инженерството. Вижте архива зад кулисите.


Видео Добавка: Zeitgeist The Movie / Духът на времето (2007).




Изследване


Този Вулкан На Андите Е Неспокоен. Но Трябва Ли Да Очакваме Експлозивно Изригване?
Този Вулкан На Андите Е Неспокоен. Но Трябва Ли Да Очакваме Експлозивно Изригване?

Краят На Крушката Генерира Противоречия
Краят На Крушката Генерира Противоречия

Наука Новини


Факти За Магнезия
Факти За Магнезия

Защо Трябва Да Включите Телефона Си При Охрана На Летището?
Защо Трябва Да Включите Телефона Си При Охрана На Летището?

Глобалното Затопляне Може Да Свие Рибните Популации
Глобалното Затопляне Може Да Свие Рибните Популации

Топ 5 Изненадващи Факти За Турция
Топ 5 Изненадващи Факти За Турция

Може Ли Неправилно Поведение На Неутрино Да Обясни Защо Вселената Съществува?
Може Ли Неправилно Поведение На Неутрино Да Обясни Защо Вселената Съществува?


BG.WordsSideKick.com
Всички Права Запазени!
Възпроизвеждането На Използваните Материали Оставя Само Prostanovkoy Активна Връзка Към Сайта BG.WordsSideKick.com

© 2005–2019 BG.WordsSideKick.com