Белые братья черных курильщиков

А.Зайцев • 24 июня 2015
Белых пятен на Земле почти не осталось. Едва ли не последнее крупное открытие географы совершили около четверти века назад на дне Океана, когда посреди подводных хребтов обнаружили особые гидротермальные источники — черные курильщики.

    Это — природные фабрики руды. Они представляют собой конические трубы, над которыми вьются черные клубы дыма.

    Сера и железо играют главную роль в процессах, протекающих в недрах «черных курильщиков». Вот что заставляет их постоянно извергать раскаленный водный раствор: сквозь трещины и расселины у их подножия морская вода просачивается в недра земли; на глубине в несколько километров она разогревается до 375 — 550о С, встретившись с горячей магмой, и обогащается различными химическими соединениями. Когда вода извергается из жерла курильщика, она все еще разогрета до 270 — 400о С. Соприкасаясь с морской водой, она быстро остывает, и сульфиды, содержавшиеся в ней, выпадают в осадок. Именно из них состоит черное облако дыма, окружающее этот подводный источник. Пробы, взятые здесь, показывают высокое содержание золота, меди, цинка, свинца и других металлов. Изучение «черных курильщиков» продолжается.

    И вот — новое открытие. Во время осмотра горного массива посреди Атлантического океана — работы велись на знаменитом американском батискафе «Элвин», что обследовал затонувший «Титаник», — были обнаружены громадные, ослепительно белые башни. Их высота достигала шестидесяти метров. Они были похожи на сталагмиты. Рядом с этими башнями, занимавшими площадку размером с футбольное поле, виднелись три с лишним десятка выступов и зубцов метровой высоты, а также многочисленные расщелины, заполненные белой породой. Эта картина напоминала огромный затонувший город; географы так и назвали его Lost City. Это были гидротермальные источники неизвестного прежде типа; они ничуть не походили на «черных курильщиков».

    Последние располагаются обычно на стыке двух тектонических плит. «Затерянный город» был удален от края плиты. Он высился не на свежем вулканическом базальте, а на перидотите — породе, давно излившейся из мантии Земли; возраст ее превышал миллион лет. Подобно деревьям, «белые курильщики» росли одновременно ввысь и вширь. Растворенная лава изливалась не только из их жерла, но также из расселин и трещин, лежавших у их подножия. Резко разнился химический состав тех и других подводных «труб»: стенки «черных курильщиков» были сложены из сульфидов и соединений железа; белые башни — из карбонатных пород, причем башни, сохранившие свою активность, были совершенно белыми, а потухшие постепенно окрашивались в серый цвет.

    Различия в химическом составе указывают на разное происхождение этих источников. Черные, курящиеся конусы разогреваются вулканическим теплом, тогда как энергия только что открытых источников вырабатывается за счет химической реакции, протекающей между морской водой и оливином — минералом, из которого в основном состоит перидотит. Во время этой реакции оливин превращается в другой минерал — серпентин; при этом выделяются метан, водород и избыточное тепло. Изливающаяся вода разогрета всего до 50 — 80 градусов. Поэтому в осадок выпадают такие минералы, как кальцит, арагонит и брукит, а вот серы и железа почти нет. Над «белыми башнями» не витает никакого облака дыма. Эти источники можно распознать лишь по световым бликам, мерцающим там, где из расселины бьет струя воды.

    Колонии животных, поселившихся в окрестности того и другого источника, тоже резко разнятся. Вокруг «черных курильщиков» собираются гигантские черви и крупные моллюски; близ «белых курильщиков» попадались в основном мелкие животные: губки и кораллы, реже крабы и морские ежи.

    Впрочем, в обоих случаях ученые сталкиваются с обширными колониями микроорганизмов — бактерий и архебактерий. Весь Lost City был затянут плотными бактериальными матами, сплетенными из нитей длиной в несколько сантиметров; подобные колонии окружали жерла источников и заполняли полости, откуда изливалась разогретая вода. Очевидно, бактерии питались метаном и водородом, лучше всего они чувствовали себя при 50 — 70, а то и 25 градусах; тогда как бактерии, селившиеся близ «черных курильщиков», питались сероводородом и предпочитали более высокие температуры. По мнению участников экспедиции, бактерии, найденные близ новых источников, представляют собой живые ископаемые, поскольку процессы превращения оливина в серпентин были характерны для древнейшей истории Земли.

    Как можно оценить это открытие? Доверимся очевидцу. «Это — одно из тех редких открытий, которые показывают, как мало мы знаем о нашей планете», — признается руководитель экспедиции Дебора Келли из Вашингтонского университета (Сиэтл). «Возле этих гидротермальных источников гораздо приятнее жить, чем в окрестности черных курильщиков, — отмечает Карен Ван Дамм из Нью-Гемпширского университета. — Возможно, такие оазисы, как Lost City, стали инкубаторами жизни на нашей планете».

    Участница экспедиции, минералог Гретхен Фрю-Грин из цюрихского Политехнического института уверена, что «имеется много подобных гидротермальных источников». Они наверняка есть не только в Атлантике, но и в других океанах. «Быть может, такие источники встречаются даже чаще черных курильщиков, ведь те можно найти лишь вдоль границы тектонических плит», — полагает Дебора Келли.