Sopky, tento nejvýraznější projev zemské energie, jsou klíčem k historii i poznání vývoje Země a povahy jejího nitra. Nejnovější vědecké teorie dokonce naznačují, že podmořské sopky mohly být místem, kde došlo k události pro planetu
nejzávažnější – samotnému zrodu života.
Největší množství sopek je ukryto pod mořským dnem. Existenci podmořských sopek umožňuje velmi tenká oceánská kůra, kterou podložní magma snadno prorazí. Soudí se, že samotný Tichý oceán má více než 10 000 sopek vyšších než 1000 metrů. Nové podmořské sopky se stále objevují a některé byly také objeveny severovýchodně od pobřeží Nového Zélandu. Ze třinácti objevených podmořských sopek je jich sedm hydrotermálně aktivních. V současné době tým na palubě výzkumné lodi RRS Charles Darwin objevil nové činné sopky 3000 metrů pod povrchem Indického oceánu. Objekt je 600 metrů široký a přes 30 kilometrů dlouhý. Tento druh sopek, často oplývající exotickými životními formami, je známý v Pacifiku i Atlantickém oceánu, ale jejich objev v oceánu Indickém je poměrně překvapivý. Dr. Bramley Kurtin, vědec, který vede výzkumnou plavbu, srovnává množství energie, které podmořská sopka vypouští, se soupravou elektráren, které chrlí obrovské množství tepla a kouřové vody. Společenství zvířat, jež byla objevena u těchto hydrotermálních oblastí, se specificky přizpůsobilo životu v neklidném a jedovatém prostředí, kde teplota dosahuje 300 až 400 stupňů Celsia. Bakterie, které zde žijí, využívají energii chemikálií a přeměňují ji v organickou látku. Podle nejnovějších vědeckých teorií je možné právě v těchto místech hledat kolébku života na naší planetě.
Hydrotermální otvory
Právě tyto hydrotermálně aktivní sopky by totiž podle současných výzkumů mohly být skutečným zdrojem života na naší planetě. Japonští vědci tvrdí, že život na zemi začínal v těchto hydrotermálních otvorech před 3,5 miliardami lety. Vědecký tým Nagaokské univerzity ukázal na laboratorním modelu, že právě tyto zvláštní podmínky mohly dovolit jednoduchým molekulám učinit významný krok v přechodu z neživé hmoty na živou. To je také předpoklad dvou amerických geologů, kteří přinesli nové analýzy z průzkumu podmořského dna v Jižní Africe v oblasti Barbertonu. Ta patří k jednomu z archeologicky nejstarších terénů, kde vůbec začínal život na naší planetě. Tyto nálezy mohou být velmi přínosné pro pochopení raného období života naší Země, tedy doby, kdy se vyvíjely mikrobiální formy života. Hydrotermálními otvory na mořském dně prochází voda bohatá na minerály, která byla zahřáta podmořskými sopkami na 400 stupňů Celsia. Řídí neobyčejný ekosystém, ve kterém bakteriální proces podporuje rozsáhlé množství zvláštních druhů žijících hluboko pod vodou v naprosté tmě. Vědci věří, že by otvory mohly vysvětlit, jak vznikl život na Zemi. Analýzy ukazují, že velké kusy oxidů železa v zemi zde možná byly formovány právě těmito starodávnými hydrotermálními otvory, když otvory chrlily vodu bohatou na kov, která pak vytvářela sedimenty na mořském dně. To vše se odehrávalo asi před 3,5 miliardami let.
Zrození života
Život je velkolepý pokus přírody. Jeho podstatě stále ještě plně nerozumíme. Víme jen, že Země na počátku své existence bylo velice nehostinné místo pro život. Sopečné výbuchy neustále vyvrhovaly tuny siřičitanů do atmosféry, povrch planety byl bombardován nebeskými poutníky, smrtící ultrafialové paprsky dopadaly na povrch bez odporu a atmosféra byla velice řídká. I přes všechny tyto nedostatky se podařilo životu vzniknout a rozšířit se po celé planetě. Hlavní prvky nutné k životu, jaký známe na naší planetě, jsou uhlík, dusík, vodík a kyslík. Kosmologie učí, že primitivní atmosféra Země neobsahovala ještě volný kyslík, leda ve stopách. Ten se do ní ve větší míře dostal až později, fotosyntézou zeleného rostlinstva. Podle toho musel život na Zemi začínat v redukující atmosféře. Byl v ní vodík, jednak molekulární, jednak kombinován s uhlíkem (metan), kyslíkem (voda) a dusíkem (amoniak). Lze dále předpokládat přítomnost kysličníku uhličitého, kyanovodíku a snad i jiných látek. Mohly první organické látky vznikat náhodnou interakcí těchto jednoduchých anorganických materiálů, byla-li přítomna energie nutná k syntézám? Dnešní odborníci se domnívají, že rozhodující vliv na vznik života mělo nashromáždění vhodných látek v praoceánech. Prvotní horké oceány nasycené množstvím minerálů a jiných látek měly stále vyšší teplotu a byly vystaveny enormním vlivům, které měly za následek, že se látky počaly v praoceánech štěpit a spolu vázat. Začaly vznikat složitější molekuly, které se například vlivem blesku slučovaly nepřirozeně dále, až daly vzniknout jednoduchým aminokyselinám, které dnes považujeme za základní stavební látky organických látek. Přesycené oceány by se daly tedy nazvat »prapolévkou života«, jelikož se zde doslova začaly vařit základní sloučeniny pro život.
Prvotní bílkovina
Pokusy napodobit podmínky při vzniku života na Zemi přitahovaly samozřejmě mnoho vědců. Jedním z nich byl také W. Loeb, který v Německu vyrobil už roku 1913 elektrickým výbojem glycin ze směsi vody, kysličníku uhelnatého a amoniaku. A už tehdy předpokládal, že je to vlastně model syntéz, které kdysi probíhaly na Zemi. Pokusně to pak potvrdil Garrison. Podrobil směs vody, metanu a kysličníku uhličitého jednak ultrafialovému záření (které v primitivní atmosféře asi bylo nejčastějším dárcem energie pro syntézy), jednak beta paprskům z radioaktivního kalia, jehož je v zemské kůře dostatek. Vznikly organické kyseliny: mravenčí, jantarová a octová. Miller přidal amoniak, nechal směsí proběhnout elektrický výboj a dostal aminokyselinu glycin, jež tvoří prvotní bílkovinu. Snad patří k nejstarším aminokyselinám na zemi. Převládá totiž ve fosiliích, připomínajících bakterie a řasy, které byly nalezeny v geologických útvarech, jejichž stáří se odhaduje na 3 miliardy let v již zmiňovaném Barbertonu v Jižní Africe.
Anorganické inkubátory
Nová teorie o původu života na zemi v hydrotermálních otvorech v současné době hýbe vědeckým světem. Teorie tvrdí, že živé systémy vznikly poblíž hydrotermálních otvorů v takzvaných anorganických inkubátorech. Výzkumem se zabývají mimo jiné i profesor Viliam Martin z Düsseldorfské univerzity a profesor Michael Russel ze skotského environmentálního výzkumného střediska v Glasgow. Tito výzkumníci tvrdí, že nejprve vznikla buňka, a až poté byla naplněna žijícími molekulami. Říkají tedy vlastně, že první buňky nebyly žijící buňky, ale neživé, vznikající z anorganických forem hmoty, a to nikoliv na zemském povrchu, ale v naprosté tmě na dně pravěkých oceánů. Život tedy považují za důsledek chemických procesů souvisejících se zemskou kůrou. Z toho tedy vyplývá, že život by takto opět mohl vzniknout jako důsledek chemických procesů na nějaké jiné planetě s obdobnými podmínkami, jaké má planeta Země, i někde jinde – například ve sluneční soustavě. Znamená to, že život na jiných planetách, anebo některých velkých měsících v naší sluneční soustavě, by mohl být mnohem pravděpodobnější, než se doposud soudilo. Někteří vědci se domnívají, že Europa, ledový měsíc planety Jupiter, může mít podobné sopečné vlastnosti a hluboko pod jeho povrchem se mohou skrývat podmínky, schopné vytvářet předpoklady ke vzniku těch nejprimitivnějších forem života.
Život – vlastnost hmoty
Teorie chemické evoluce, jejíž součástí je i teorie hydrotermálních otvorů, podnítila rozsáhlý výzkum a množství laboratorních experimentů. Tato teorie říká, že život vznikl na této planetě pouze vlivem přirozených procesů. Žádné záhadné, boží nebo vitální síly se na jeho vzniku nepodílely. Cyril Ponnamperuma to vyjádřil takto: „…život je jen zvláštní, komplikovanou vlastností hmoty, a v podstatě není mezi živými organismy a neživou hmotou žádný rozdíl…“ Zvídaví vědci se ale snaží nalézt a pojmenovat ty přirozené síly, které umožnily vznik života. Neodarwinis-mus je ve své podstatě mechanistický, neboť náhodnému působení vnějších sil přičítá zodpovědnost za vytváření složitější struktury chemických sloučenin. Materialistický názor naproti tomu tvrdí, že vnitřní vlastnosti hmoty jsou samy zodpovědné za její narůstající složitost. Život je tímto způsobem viděn jako nevyhnutelný výsledek působení těchto vnitřních vlastností.
S BATYSKAFEM DO NEJHLUBŠÍ PROPASTI
Zvláštní kapitolu v průzkumu oceánských hlubin představují batyskafy – podmořská plavidla, spojená především se jménem profesora Piccarda. Jeho batyskaf Trieste se poprvé ponořil v roce 1953 a umožnil průzkum mořských hloubek, o jakém vědci mohli jen snít. Dnes už se tento typ podmořského plavidla neuplatní – ale v historii poznávání tajemství oceánů mají batyskafy Trieste a Archimedes své pevné a zasloužené místo. Rekordní hloubkový sestup pod hladinu moře s tímto batyskafem se uskutečnil v místě zvaném Challenger Deep v Mariánském podmořském příkopu, 400 m jihozápadně od ostrova Guam v Tichém oceánu, 23. ledna 1960. Batyskaf Trieste, postavený ve Švýcarsku a patřící americkému námořnictvu, zde dosáhl hloubky 10 916 m. V této hloubce působil na batyskaf tlak 1187 kg/cm. | Sestup trval 4 hodiny 48 minut a vynoření 3 hodiny 17 minut. Posádku tvořili Piccard a poručík amerického námořnictva Donald Walsh. Mariánský příkop v západním Paciřckém oceánu je nejníže položeným místem dna oceánu.
ZROZENÍ SOPKY SURTSEY
Podmořské sopky jsou nejen možnou kolébkou života na naší planetě, ale dodnes se podílejí na utváření její podoby. Příkladem může být vznik ostrova sopečnou činností. Úkaz, kdy voda postupuje ohni maličký prostor ze svého území, aby na něm vytvořil ostrov, na němž se postupně usadí život, patří k magickým zázrakům přírody. Tento proces byl mimo jiné i nafilmován. Bylo to při vzniku ostrova Surtsey jižně od Islandu. Podmořská erupce začala 14. listopadu 1963 a souvislá sopečná činnost trvala až do 7. května 1965. Vznikl tak ostrov, který má rozlohu necelé 3 km2 a stal se jednou z nejvzácnějších přírodních rezervací na světě. Jedinečná rezervace zrození Na ostrov mají přístup pouze vědci, kteří zde pozorují oživení lávy a popelu. Na ostrově se vyskytuje tundrová květena, jsou zde i živočichové – hmyz, ptáci, tuleni. Sopečné pásmo prochází Islandem směrem severovýchodním a jihozápadním. Tímto směrem pak sleduje středoatlantský hřbet v oceánu, kde je rozhraní mezi pevninskou deskou euroasijskou a americkou. Obě desky se v těchto místech od sebe oddalují a magma má možnost snáze pronikat na povrch. Projevuje se to vulkanismem jak na samotném Islandu, který je sopečného původu, tak i podmořskými erupcemi.
Podmořský ohňostroj
Tuto oblast sledují vědci, kteří zaznamenali začátkem listopadu roku 1963 ve vzdálenosti asi 60 km jižně od Islandu zvýšení teploty vody v oceánu ze 7 °C na 9,4 °C. Dále zjistili ve vodě větší množství kyseliny křemičité, než je obvyklé. Tyto úkazy předcházely mohutné podmořské erupci. Napřed začala voda v oceánu vřít a spolu s párou vystupoval dým se sirnými plyny a popelem, který vytvořil mohutný mrak, dosahující již po hodině do výšky 60 m. Pak následoval ohňostroj, kdy vyletovaly do výšky rozžhavené kameny. Mrak mohutněl, sahal do výšky až 900 m. Sopečná činnost stále sílila a ještě během dne se začal na hladině oceánu rýsovat sopečný kužel 10 m vysoký. Druhý den se zvětšil a jeho výška dosahovala 40 m. 19. listopadu byl kužel vysoký již 60 m a délka rodícího se ostrova byla téměř 600 m. Nyní ostrov zaujímá rozlohu necelé 3 km2. Byl nazván Surtsey podle vikingského boha ohně Surtura.
