Upload
others
View
3
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Hydrotermala system och deras roll för livets uppkomst
Institutuionen för geologiska vetenskaper
Stockholms Universitetanna neubeck
Orienteringskurs
Astrobiologi och
molekyler i rymden
Vad är ett hydrotermalsystem?
Var finns hydrotermala system på jorden?
Är alla hydrotermala system likadana?
Varför är det sådant stort intresse för dessa system?
Varför är de viktiga för livet idag?
Varför är de viktiga för livets uppkomst?
Finns det hydrotermal aktivitet på andra himlakroppar?
Innehåll
* Hydro - vatten
* Thermo/Therm - värme
* Cirkulation
* Vatten-Mineral interaktion
Vad är ett hydrotermalsystem?
Hur kan vatten cirkulera genom berg?
välsorterade sediment osorterade sediment porösa sediment
konsoliderade sediment sprickor i berg sprickor i berg
Hur bildas dessa sprickor?
Var finns sprickorna?
För att besvara dessa frågor så behöver
vi kolla på jordens geologiska
uppbyggnad.
Fast
0- 400 °C
Fast - plastisk
400 – 500 °C
Plastisk
500 – 4000 °C
Flytande
4000 – 6000 °C
Fast
6000 °C
inre
kärna
yttre
kärna
mantel
astenosfär
Litosfär (skorpa + översta manteln)
0.3 mm
50 mm
6378 km
𝟒𝟎
𝟔𝟑𝟕𝟖≈ 𝟎. 𝟎𝟎𝟔 40 km
Kontinentskorpa: ca 30 – 50 km
Oceanskorpa: ca 5 – 10 km
JOH
AN
SW
AN
EPO
EL/I
STO
CK
PH
OTO
/TH
INK
STO
CK
Hur tjock är jordskorpan?
LAND
Heta källor
Fumaroler (gas)
Geysrar
(uppbyggt ångtryck)
HAV
Svarta rökare (350 - 400 °C)
Vita rökare (260-300°C)
Alkaliska öppningar
(80 - 90 °C)
Vilka typer av hydrotermalsystem?
Plymer av mineralrika fluider
flödar ut och förser haven
med näringsämnen t ill
havets alla livsformer
Kallt havsvat ten (ca 4°C)
sipprar in i oceanskorpan
via sprickor.
VIT
A R
ÖK
AR
E
SV
AR
TA
RÖ
KA
RE
ALK
ALIS
KA
RÖ
KA
RE
Vattnet värms upp av magman.
Värme från mantelkonvekt ionen
stiger upp genom mit t-oceaniska
spridningscentra.
Vatten-mineral-interakt ion
frigör värme som driver
alkaliska rökare.
>100C
pH 2-5
järn
koppar
zink
sulfider
<100C
pH 10-11
H2S
kalcium
karbonater
psykrofiler, mesofiler
och metanotrofer
havsvatten
2°C
termofila
anaerober,
metanogener
skorstensväggen
anaeroba habitataeroba habitat
fluider
350°C
Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen?
Kemosyntetiskt liv
1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila)
2) Jericho Worms (Tevnia Jerichonana).
3) Pompeii Worm (Alvinella pompejana), one of the most heat-tolerant
multicellular animals. tolerate temperatures up to 176 degrees
Fahrenheit.
4) Pacific Grenadier (Coryphaenoides acrolepis) a common deep-sea
fish often found hunting and scavenging near vents.
5) Eelpout (Thermarces cerberus), the top predator of the vent
ecosystem.
6) Vent Mussels (Bathymodiolus thermophilus)
7) Vesticomid Clams (Calyptogena magnifica)
8) Blue Mat, a field of tiny tubular dwellings— called lorica— secreted by
folliculinid ciliates (Folliculinopsis sp.).
9) Vent Crabs (Bythograea thermydron)
10) Vent Octopus (Vulcanoctopus hydrothermalis)
11) Yeti Crab (Kiwa hirsuta).
12) Deep-Sea Stauromedusae (Lucernaria janetae).
13) Vent Dandelion (Thermopalia taraxaca), a colonial scavenger
related to Portuguese Man-o-wars and other siphonophores.
Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen?
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
* Alla näringsämnen
* Alla gradienter
* Alla temperaturer
* Alla mikromiljöer
* Alla pH-värden
* Livsformerna idag
psykrofiler,
mesofiler och
metanotrofer
havsvatten
2°C
termofila
anaerober,
metanogen
er
skorstensväggen
anaeroba habitataeroba habitat
fluid
er35
0°C
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Streckersyntesen
En reaktion där aminosyror bildas utan inblandning av liv.
Höga temperaturerHöga tryckHöga halter av H2
Adolph
Strecker
(1822 –
1871)
Aldehyd cyanid
ammoniak
aminonitril proton
aminosyra
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Fischer-Tropsch-syntesen Franz Joseph
Emil Fischer
(1877 -1947) (1889 – 19359
Hans Tropsch
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Börjar livet i djuphavenfrån METANTHIOL?
Metanthiol är en grund-substans för liv
Lösa många problem med hur livet på Jorden började
CO2(aq) + H2S(aq) + 3H2(aq) = CH3SH(aq) + 2H2O:
Hydrotermalsystem och livets uppkomstTidiga jorden:
* CO2
* N2
* H2O
* CH4
* CO?
* SO2?
* Utflöde från manteln
* Ni
* Mg
* Fe
* pH ~5-6
* Anoxiskt
* Skydd
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Ganymede - Jupiter
Ganymede - Jupiter
37°C 57°C
Titan - Saturnus
Titan - Saturnus
-3,2°C37°C
Enceladus- Saturnus
Enceladus- Saturnus
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
11-Nov 13 mars 22 juni 02-Sep
mab+ni+olivin
mab-ni+olivin
mab+ni-olivin
mab-ni+olivin
CH4 %
Metanogener + sten = funkar fint (än så länge)
Tack för mig. Frågor?
http://www.livescience.com/26173-hydrothermal-vent-life-origins.html
http://www.astrobio.net/topic/origins/extreme-life/hydrothermal-vents-explain-chemical-precursors-life/
http://www.space.com/19439-origin-life-earth-hydrothermal-vents.html
http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/362/1486/1887