Najvrelija voda na Zemlji

Čak ni maštoviti Žil Vern to nije predvideo: na samom dnu Atlantskog okeana geohemičarka Andrea Košinski pronašla je nešto, zaista, nesvakidašnje. „To je voda, ali ne onakva kakvu znamo”, kaže ona. Na dubini većoj od tri kilometra, smeštena na ogromnom mehuru od magme, nalazi se najvrelija voda ikada otkrivena na Zemlji. U stanju kakvo pre nije viđeno u prirodi, tečnost kulja iz dva crna duvala (otvori), zvana „Dva čamca” i „Sestrinski vrh”.

Andrea Košinski, sa Univerziteta Jakobs u Bremenu (Nemačka), kaže da je to nešto između gasa i tekućine, a moglo bi da pruži prvi uvid u postupak ispiranja iz Zemljine utrobe i ispuštanja u okeane suštinskih minerala i hranljivih materija, poput zlata, bakra i gvožđa.

Neobična tečnost ključa i isparava s porastom temperature i pritiska. Ukoliko oba činioca pređu kritičnu tačku, nešto se neobično desi: gasno i tečno stanje (faza) stope se u nesvakidašnju tečnost – gušću od pare, a lakšu od tečne vode.

Brzo zagrevanje

U laboratorijama su i obična i morska voda već prelazile pomenutu kritičnu tačku, ali dok Andrea Košinski nije 2006. sa saradnicima otplovila južno od ekvatora na Atlantskom okeanu, niko u prirodi video tzv. superkritične tečnosti. Geohemičari su pretpostavljali da, ako ih igde mogu naći, to su veoma duboki hidrotermalni otvori.

Prvi put grupa naučnika je isplovila 2005. godine da ispita južni kraj Srednjeatlantskog grebena. Tamo je otkrila nove podmorske otvore koje su 2006. i 2007. ponovo posetili. I svaki put su spuštali termometar da izmere tempereaturu. Računarsko oponašanje (model) pokazuje da tečnost koja izlazi iz dotičnih „crnih dimnjaka” curi u okolne pukotine na morskom dnu, postepeno se zagrevajući što se dublje spuštala i približavala magmi. Na kraju, na temperaturi od 407 Celzijusovih stepeni i pritisku od 300 bara, voda je postala superkritična.
Pošto je superkritična voda ređa od vode u tečnom stanju, ispaljuje se u vidu mehura ka morskom dnu kroz ispuste.

Još u toku prve posete 2005. istraživači su izmerili da temperatura u otvorima iznosi, najmanje, 407 Celzijusovih stepeni, a da za samo 20 sekundi dosegne 464! Superkritična voda ispira metale i druge sastojke iz stena s kudikamo većim učinkom od one u tečnom ili gasovitom stanju. Zlato, bakar, gvožđe, mangan, sumpor i mnogi drugi hemijski elementi izlaze iz Zemljine utrobe kroz „crne dimnjake”.

Oprema se topi

Pojedini, poput sumpora, obezbeđuju energiju za pokretanje „lanca ishrane” organizmima prilagođenim da žive bez svetlosti; na sličan način mikrobi u višim slojevima koriste mangan. Gvožđe je od suštinske važnosti za umnožavanje fitoplanktona. Procenjuje se da pola mangana i deseti deo gvožđa u okeanima dospeva, verovatno, iz ovih otvora.

Imamo priliku da u velikoj meri poboljšamo svoja predviđanja kruženja tečnosti i prenosa toplote i mase, smatra geohemičar Margaret Tivi iz Okeanografskog instituta u Vuds Holu (SAD).
Zbog surovih uslova, dočaravanje u računaru jedini je put za razumevanje zbivanja (procesi) u kojima se elementi s morskog dna izvlače blizu vrelih izvora. Još nije moguće bušiti ma kakve rupe, objašnjava Andrea Košinski, jer su temperature toliko visoke da bi se najveći deo opreme istopio! Upravo prikupljeni podaci biće dragoceni u proveravanju postojećih naučnih predstava.

Nalazi su bitni iz još jednog razloga: Srednjeatlantski greben se ne uvećava toliko brzo, za razliku od Tihookeanskog na kojem se znatno više magme izbaci bliže morskom dnu. U Tihom okeanu otvori se ohlade posle, otprilike, godinu dana, verovatno su „Dva čamca” i „Sestrinski vrh” uzburkani (aktivni) od zemljotresa koji je oblast uzdrmao 2002.

Andrea Košinski zamišlja da ispod ima magne u većim količinama, s čime nije saglasan Kolin Devi sa Univerziteta u Kilu. On naglašava da bi dugotrajne temperature mogle da naveste nešto krupnije: činjenica da se otvori brže hlade u Tihom okeanu mogla bi ukazivati na to da je kora tamo mnogo više prožeta vodom nego u Atlantskom.