https://frosthead.com

Наука иза врућег извора Иелловстоне'с Раинбов

У националном парку Иелловстоне није тешко пронаћи природна чуда, али највеће врело парка можда би било најзначајније, и то не само по величини: названо Гранд Присматиц Спринг, врело зрачи изузетно врућом водом и невероватном призматичном бојом - из његовог центра.

Гранд Присматиц Спринг са високог становишта. Национални парк Иелловстоне, Виоминг, Сједињене Америчке Државе. Гранд Присматиц Спринг са високог становишта. Национални парк Иелловстоне, Виоминг, Сједињене Америчке Државе. (© Дон Јохнстон / Све фотографије у Канади / Цорбис)

Не прилагођавајте подешавања боја - Гранд Присматиц Спринг заиста је боје дуге, пратећи спектар беле светлости кроз призму (црвена до плава). Пролеће је први пут званично описано и названо Хаиденовом експедицијом 1871. године, што је било прво федерално истраживање онога што је постало Иелловстоне. Вођа експедиције, Фердинанд Хаиден, написао је:

Ништа што је људска уметност икада замислила не би могло изједначити са осебујном живошћу и деликатношћу боја ових изузетних призматичних извора. Живот постаје привилегија и благослов након што је видео и темељно осетио ове неспојиве врсте лукаве вештине природе.

Али шта узрокује величанствену обојеност врелог пролећа? Све је то захваљујући бактеријама које воле топлину које зову пролећни дом.

Различита боја значи другачији живот у пролеће. Различита боја значи другачији живот у пролеће. (© клаус Ланг / Све фотографије у Канади / Цорбис)

Врели извори настају када се загрејана вода појави кроз пукотине на Земљиној површини. За разлику од гејзира, који имају препреке у близини површине (отуда и њихове ерупције), вода из врелих извора несметано тече, стварајући непрекидни циклус подизања, хлађења и пада вруће воде. У Гранд Присматиц Спрингу, овај константни циклус ствара прстенове изразите температуре око средишта: веома, веома топла вода бубри од средине и постепено се хлади док се шири масивном површином пролећа (преко 370 стопа).

Вода у средишту извора, која се диже на 121 стопа од подземних комора, може достићи температуру око 189 степени Фаренхајта, што је превише вруће за одржавање већине живота (неки живот и успева да постоји, али је ограничен на организме који се хране неорганских хемикалија попут гаса хидрогенове). Будући да у средини базена живи врло мало, вода изгледа изузетно бистро и има прекрасну, тамно плаву боју (захваљујући расипању плавих таласних дужина - из истог разлога што океани и језера плавим голим оком изгледају плаво). Али како се вода шири и хлади, она ствара концентричне кругове различитих температура - попут лутке за слагање матриосхка, уколико свака лутка означава другачију температуру. А ови карактеристични температурни прстенови су кључни, јер сваки прстен ствара веома различито окружење у коме живе разне врсте бактерија. А различите врсте бактерија дају прољећу призматичне боје.

Унутар ових прстенова живе различити организми, укључујући цијанобактерије, врсту бактерија које своју енергију добијају фотосинтезом. Погледајте прву траку изван средине - видите ту жуту боју? То је захваљујући одређеној врсти цијанобактерија, Синецхоцоццус, која живи у том одређеном температурном појасу под екстремним стресорима. Температура те воде је једва довољно хладна да би могла да станује, на 165 ° Ф, али бактерије преферирају температуре ближе 149 ° Ф. Али обиље светлости такође уноси стрес у станиште Синецхоцоццус .

Гранд призматично пролеће добива своје дуге боје од различитих организама који у њему живе. Гранд призматично пролеће добива своје дуге боје од различитих организама који у њему живе. (© Франк Лукассецк / Цорбис)

Подручје око Великог призматичног извора готово је празнино дрвећа или било које врсте хлада. То није проблем само за туристе, већ је и изазов за Синецхоцоццус . Сунце не излази, а на високој висини Иелловстонеа, ултраљубичасто светло из сунчевих зрака постаје изузетно, изузетно оштро.

Али иако живе у превише изложеној и превише врућој води, Синецхоцоццус успева да преживи, помоћу баланса фотосинтетских пигмената - хемијских једињења која рефлектују само одређене таласне дужине светлости, чинећи их различитим бојама. Примарни пигмент за фотосинтезу је хлорофил, који видимо као зелени. Али ниво хлорофила понекад може да надмаши помоћни пигмент познат као каротеноиди. Каротеноиди су црвени, наранџасти или жути; жута од Синецхоцоццус-а је потпуно исти пигмент, бета-каротен, који у високим концентрацијама чини наранџасту какву видимо у шаргарепи.

Каротеноиди штите ћелије Синецхоцоццус-а од екстремне сунчеве светлости, хватајући оштре таласне дужине (попут ултраљубичастог) и преносећи ту енергију у хлорофилне пигменте, који затим светлосну енергију претварају у хемијску енергију. Дакле, будући да Синецхоцоццус који живи у жутом температурном појасу живи у оштрим условима, они производе више каротеноида него што би живели у оптималним температурним условима (као у спољним прстенима), дајући бенду жуту боју. Ако бисте прескочили малу количину Синецхоцоццус- а са врха тог температурног опсега или пронашли Синецхоцоццус који живи тамо где има мање оштре сунчеве светлости, Синецхоцоццус би изгледао више као плаво-зелене алге које смо навикли да видимо у језерима и баре на другим местима. Пошто је боја синекокока толико зависна од сунчеве светлости, то такође значи да зими, када је сунце мање оштро, бактерије производе мање каротеноида и зато изгледају мање жуто и више плаво-зелено.

Прелазећи према ван из жутог појаса, температура врелог извора почиње да се хлади, а како се температура хлади, разнолики скуп живота бактерија може процветати. Синецхоцоццус још увек живи у наранџастом појасу (који је око 149 степени Фаренхеита), али придружује им се друга врста бактерија, позната као цхлорофлеки бактерија. Неке бактерије цхлорофлеки су такође фотосинтетске, али производе енергију користећи различите врсте хлорофила и различите врсте каротеноида, који се манифестују као нешто различите боје. Нето резултат ове разноликости боја је наранџаста боја коју видите на сликама - није да се свака бактерија манифестује као наранџаста појединачно, већ да је композитна боја свих различитих бактерија које се заједно виде наранџаста. А та наранџаста боја, попут жуте у прстену поред ње, долази од каротеноида које ове бактерије производе како би се заштитиле од оштре светлости летњег сунца Иелловстонеа.

Спољни прстен је најхладнији, на око 131 ° Ф, и дом је најразноврсније бактерије. Како је још више организама у стању да живе у најудаљенијем прстену, мешавина њихових различитих каротеноида ствара најмрачнију боју свих врста - црвену браон какву видите на фотографијама.

У зависности од годишњег доба, боја пролећа може варирати. У зависности од годишњег доба, боја пролећа може варирати. (© Давид Сантиаго Гарциа / Фотографије Аурора / Цорбис)

Да бисте видели Гранд Призматично пролеће док сте у Иелловстонеу, упутите се у слив гејзера Мидваи, отприлике на половици пута између парка Мадисон и Олд Фаитхфул у парку. С тамо паркиралишта крените стазом на југ према ријеци Фирехоле. Стаза ће вас водити поред врућег извора, али за заиста спектакуларан поглед на пролећне боје, набавите мало висине. Покушајте пјешачити до Мидваи Блуфф-а, који пружа сјајан поглед на слив Мидваи-а и врело врело испод.

Наука иза врућег извора Иелловстоне'с Раинбов