Hidrotermal baca

Dünya ergimiş magma yapısı gereği sürekli hareket halindedir. Kıtalar adeta ergimiş magma üzerinde yüzercesine hareket ederler. Ayrıca okyanus tabanlarında da yerin altından gelen bu yüksek basıncın etkisiyle uzun yarıklar boylu boyunca uzanırlar. Bu yarıklardan sürekli olarak yerin altından gelen hidrojen (H2), metan (CH4), hidrojen sülfür (H2S), karbondioksit (CO2), hidrojen siyanid (HCN), formaldehit (HCHO), nitrojen (N2), kükürt dioksit (SO2) gazları çıkmaktadır. Bu yarıklardan giren su, 1200 °C lik sıcaklıkta ergimiş halde bulunan kayalar (magma) tarafından ısıtılır. Isınan su basıncın etkisiyle magmadaki Fe, Ni, Mn, Cu gibi metal iyonlarını, silisyum silikatlı, kalsiyum karbonatlı, demir sülfürlü ve bakır sülfürlü mineralleri bu yarıklardan suyun iç yüzeyine doğru fışkırtırlar. okyanusal levha yanlara doğru zıt yönde itilerek birbirinden uzaklaşmaya başlar ve burada meydana gelen boşluğu doldurmak için aşağıdan genç litosfer soğuyarak sırtın iki yanında büyümeye devam eder. Bu olay okyanus ortası sırtları oluşumuna neden olur. Fışkıran bu mineraller sıcaklığın etkisiyle anında çökelir ve zamanla birikerek hidrotermal bacaları oluştururlar. Demir sülfür, bakır sülfür ve karbonatlı yapılardan oluşmuş bu bacalarda çok küçük mikro odacıklar yer almaktadır.

Bu hidrotermal bacaların iç kısımlarında sıcaklık ortalama 350-400 °C arasındadır. Ağız kısımlarında ise ortalama 150 °C dolaylarındadır. Normalde 100 °C de kaynayan su, derinliğin sebep olduğu basınç yüzünden bu kadar yüksek sıcaklıkta bile kaynayamaz. 20 metreyi bulan bacalar var. Yukarı doğru çıktıkça daha çok çözünüyor bu nedenle de hortum gibi bir görüntüsü oluyor. Siyah ve beyaz dumanlı olarak ikiye ayrılıyorlar. Siyah dumanlı olanların içinde yüksek miktarda sülfid veya sülfür mineralleri var. Siyah renkte olmasının nedeni çözülmüş maddelerin çökmüş küçük zengin metal parçalar. Onların yoğunlaşmasıyla da duman oluşuyor. Siyah duman rengine sahip olan bacaların oluşturduğu rüzgarlar en az 300 derecedir. Beyaz renk dumana sahip olanların da baryum, kalsiyum, silikon gibi açık renkli minerallerin bulunması. Beyaz renk dumana sahip olanların siyah dumana sahip olanlara göre daha düşük bir derecesi vardır. Duman çıkmasının nedeni sıcaklık farkıdır. Su sıcaklığı 2 derece iken bacanın içindeki sıcaklık 350 derece civarındadır. Ayrıca asit, oksijen çabuk değişime uğraması da duman oluşumuna ortam hazırlar.

Bu derinliklerde bu ortama çok iyi uyum sağlamış derin su yengeçleri, karides türleri, denizyıldızları, kemosentetik bakteriler, boyları 3 metreyi bulan dev solucanlar ve önceden hiç rastlanmayan derin su balıkları yaşamaktadır. Buradaki hayat türüyle ilgili bilinmesi gereken önemli bir özellik vardır. Burada hayat fotosenteze değil kemosenteze dayalıdır. Fotosentez güneş ışığına dayanan bir reaksiyondur. Oysa bu kadar derinlere güneş ışığının erişmesi imkânsızdır ve zifiri karanlıktır.

Bu ortamda konunun başında bahsettiğimiz beslenme piramidinin en altında kemosentetik bakteriler bulunur. Bunlar bacalardan sıcak suyla fışkıran karbondioksit ve hidrojen sülfür elementiyle beslenirler. Kemosentez, bakterilere enerji sağlayan ve kimyasallara dayanan reaksiyonun adıdır. Diğer canlılar da bu bakterileri yiyerek enerji elde ederler. Bu keşfin ardından birçok bilim kuruluşu harekete geçerek yaşamın kökenini buralarda daha çok aramaya başlamışlardı. Bugün aralarında NASA, ESA, Harvard, Cambridge, Oxford, Science gibi birçok saygın üniversite ve bilim kuruluşu yaşamın bu hidrotermal bacalar etrafında başladığını düşünmektedir. Hatta NASA, bu hidrotermal bacaların evrende herhangi bir yıldızın çevresinde dönen gezegende ya da uydu üzerinde de oluşmuşsa hayatın orada da başlamış olabileceğini vurgulamaktadır.

Bacalarda çok sayıda kemosentetik bakteri bulunur. Bunun dışında yengeçler, karidesler, tüp solucanları (boyları 3 metreye ulaşabilir), hiç görünmeyen dip balıkları (engerek balığı), farekuyruklugiller)..) da sayıca fazladır. Bu organizmaların çoğu açık kırmızı dokular bulundurur. Bu dokuların etken maddesi de hemoglobindir. Hemoglobini sudaki oksijeni açığa çıkarmak/oksitlenme için kullanırlar. Solucanların içinde barınan kemosentetik bakteriler kendilerine ve içinde bulundukları canlıya yetecek kadar besin üretir. Geri kalan çoğu tür etçil olarak beslenir.