anna neubeck Institutuionen f£¶r geologiska vetenskaper ... Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen?

  • View
    1

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of anna neubeck Institutuionen f£¶r geologiska vetenskaper ... Vilka typer av liv i...

  • 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

    JO H

    A N

    S W

    A N

    EP O

    EL /I

    ST O

    C K

    P H

    O TO

    /T H

    IN K

    ST O

    C K

    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.

    V IT

    A R

    Ö K

    A R

    E

    S V

    A R

    T A

    R Ö

    K A

    R E

    A L K

    A L IS

    K A

    R Ö

    K A

    R E

    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

  • 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 temperaturer Höga tryck Höga 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 djuphaven från 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 uppkomst Tidiga 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