Kulekên Hîdrotermal şikestinên binê Deryayê ne ku ava bi jeotermalî germkirî derdixin. Ev kulek pir caran li herêmên volkanîk ên çalak têne dîtin, di nav de Rêzeçiyayên nav-Okyanûsê ku Pilaqeyên Tektonîk ji hev dûr dikevin, hewzên Okyanûsê û cihên germ. Belavbûna cîhanî ya şilavên hîdrotermal ji cihên kulekên çalak, dûmanên hîdrotermal çêdike. Kevir û depoyên Maddeya Xav a Mîneral ên ku ji çalakiya Kuleka Hîdrotermal derdikevin, wekî depoyên hîdrotermal têne zanîn.
Hebûna Kulekên Hîdrotermal ji çalakiya jeolojîk a Dinyayê û Hebûna girîng a avê li ser Rûxar a wê û Di nav de Qalikê Erdê wê tê vegotin. Kulekên Hîdrotermal ên binê Deryayê dikarin wekî dûmanên reş an dûmanên spî xuya bibin, ku hêmanên cûrbecûr dixin nav Okyanûsên cîhanî, bi vî awayî bandorê li bîyogeokîmyaya Deryayî dikin. Li gorî piraniya hawîrdorên Deryaya Kûr, herêmên Nêzîkî Kulekên Hîdrotermal hilberîna biyolojîkî ya zêde nîşan didin, pir caran civakên tevlihev diparêzin ku bi kîmyewiyên di şilavên kulekê de helandî têne hêzdar kirin. Bakterî û arkeayên kîmosîntetîk, ku Nêzîkî Kulekên Hîdrotermal belavbûyî ne, asta trofîk a bingehîn pêk tînin, piştgirî didin cûrbecûr organîzmayan wekî kurmên lûleyî yên dêw, midye, lîmpet û mêşên Deryayê. Tê texmîn kirin ku Kulekên Hîdrotermal ên çalak li ser Heyva Jupîter Europa û Heyva Keywan Enceladus hene, digel spekulasyonê ku Hebûna wan a Paşeroj li ser Behram jî pêşniyar dike.
Tê texmîn kirin ku Kulekên Hîdrotermal rolek JGirîng di destpêka abiyogenezê û domandina formên jiyanê yên destpêkê de lîstine. Şert û mercên hawîrdorê Di nav de van kulekan kapasîteya hêsankirina senteza bîyomolekulên bingehîn nîşan dane. Piştrast destnîşan dike ku cureyên kulekên taybetî, wekî Kulekên Hîdrotermal ên alkalîn an yên ku CO2 superkrîtîk dihewînin, dibe ku bi taybetî ji bo Nifş a van pêkhateyên organîk guncan bin. Lêbelê, Jêder a jiyanê wekî Kirdeyek nîqaşek berfireh dimîne, ku gelek nêrînên cihêreng dihewîne.
Taybetmendiyên Fîzîkî
Kulekên Hîdrotermal ên Okyanûsa Kûr bi taybetî li seranserê Rêzeçiyayên nav-Okyanûsê pêşve diçin, mînakên wan Bilindbûna Pasîfîkê ya Rojhilat û Rêzeçiyaya Nav-Atlantîk in. Van cihan herêman temsîl dikin ku du Pilaqeyên Tektonîk ji hev dûr dikevin, dibe sedema çêbûna Qalikê Erdê ya nû.
Ava ku ji kulekên hîdrotermal ên binê Derya derdikeve, bi giranî ji ava Derya pêk tê ku bi rêya şikestekan û tebeqeyên kevirî yên poroz an jî tebeqeyên kevirî yên volkanîk ber bi pergala hîdrotermal a nêzîkî avahiyên volkanîk ve hatiye kişandin, û bi ava magmatîk a ku ji Magma ya bilind dibe derdikeve tê temamkirin. Di hawîrdorên bejahî de, çavkaniya sereke ya avê ku di pergalên fûmarol û Gayzer de dizivire, ava meteorîk û Ava Binerdî ye ku ji Rûxarê ve ketiye pergala hîdrotermal. Van pergalan her weha bi gelemperî ava metamorfîk, ava magmatîk, û ava şor a çêbûna sedimentî ya ku ji hêla Magma ve hatiye berdan, di nav xwe de dihewînin. Rêjeyên têkildar ên van cureyên avê guherbarîna cîhî nîşan didin.
Berevajî Germahîya ava hawîrdorê ya nêzîkî 2 °C (36 °F) di van kûrahiyan de, Germahîya ava ku ji van kulekan derdikeve ji 60 °C (140 °F) heya lûtke ya 464 °C (867 °F) diguhere. Ji ber Pesto ya hîdrostatîk a girîng a ku di van kûrahiyan de serdest e, av dikare di rewşek Şilayî de an jî wekî şilekeke superkrîtîk di van Germahîyên bilind de hebe. Xala krîtîk ji bo ava paqij di 375 °C (707 °F) de di bin Pesto ya 218 atmosferan de tê destnîşankirin.
Berovajî, zêdekirina Şorbûnê di nav şilekê de xala krîtîk ber bi Germahî û Pesto yên bilindtir ve bilind dike. Ava Derya (3.2% giraniya NaCl) xala krîtîk di 407 °C (765 °F) û 298.5 bar de nîşan dide, ku bi kûrahiyek nêzîkî 2,960 m (9,710 ft) li binê asta Derya re têkildar e. Wekî encam, şilekeke hîdrotermal a bi Şorbûna 3.2% giraniya NaCl ku li ser 407 °C (765 °F) û 298.5 bar derdikeve, dê superkrîtîk be. Zêdetir, Şorbûna şilekên kulekan hatiye dîtin ku bi awayekî girîng diguhere ji ber veqetîna qonaxê di nav Qalikê Erdê de. Ji bo şilekên bi Şorbûna kêmtir, xala krîtîk di Germahî û Pesto yên kêmtir de çêdibe li gorî ava Derya, lê dîsa jî ji ya ava paqij bilindtir dimîne. Mînak, şilekeke kulekê ya bi Şorbûna 2.24% giraniya NaCl digihîje xala xwe ya krîtîk di 400 °C (752 °F) û 280.5 bar de. Ji ber vê yekê, ava ku ji beşên herî zêde germkirî yên hin kulekên hîdrotermal derdikeve, dikare wekî şilekeke superkrîtîk hebe, taybetmendiyên fîzîkî yên navîn di navbera yên Gaz û Şilayî de nîşan dide.
Gelek cihan bûyerên derketina jorserxwezayî nîşan didin. Li kûrahiya 2,996 m (9,829 ft), cihê Lûtkeya Xwişkê di nav Qada Hîdrotermal a Comfortless Cove de (4°48′S 12°22′W) şilekên kêm-şorbûn, qonax-cuda, qonax-bûxar derdixe. Tevî ku derketina domdar li vê cîhê negihîşt şertên jorserxwezayî, derzîkirina şilekeke demkî ya bi 464 °C (867 °F) bi awayekî girîng ji sînorê jorserxwezayî derbas bû. Li kêleka vê, cihê Turtle Pits şilekeke kêm-şorbûn bi 407 °C (765 °F) derdixe, ku ji xala krîtîk a şileka wê şorbûna taybet derbas dibe. Herwiha, cihê kuleka Beebe li Cayman Trough, ku wekî pergaleke hîdrotermal a herî kûr a cîhanê tê nasîn, bi nêzîkî 5,000 m (16,000 ft) di bin asta deryayê de, derketina jorserxwezayî ya domdar bi 401 °C (754 °F) û şorbûna 2.3 wt% NaCl nîşan dide.
Tevî bûyera belgekirî ya şertên jorserxwezayî li gelek cihên hîdrotermal, encamên rastîn ên derketina jorserxwezayî ji bo gera hîdrotermal, çêbûna depoyên mîneral, herikînên jeokîmyayî, an pêvajoyên biyolojîkî bi giranî nediyar dimînin.
Pêvajoya çêbûna boriyeke kuleka hîdrotermal bi kombûna anhîdrîtê dest pê dike. Dûv re, sulfîdên sifir, hesin û zinc di nav valahiyên navbera boriyê de kom dibin, û hêdî hêdî porozîteya wê kêm dikin. Rêjeyên mezinbûnê yên van avahiyên kulekan dikarin bi nêzîkî 30 cm (1 ft) di rojê de bigihîjin. Seferake Vedîtinê di Nîsana 2007an de ku kulekên deryaya kûr li nêzîkî qeraxa Fîjî lêkolîn dikir, van avahiyan wekî beşdarên girîng ên hesinê helandî nas kir.
Dûmanxaneyên Reş û Dûmanxaneyên Spî
Hin kulekên hîdrotermal dibin avahiyên boriyê yên nêzîkî sîlîndrîk. Van avahiyan ji mîneralên ku di nav şileka kulekê de helandî ne, çêdibin. Dema ku şileka kulekê ya pir germkirî bi ava deryayê ya hawîrdorê ya nêzîkî qeşa girtinê re dikeve têkiliyê, ev mîneralên helandî kom dibin, perçeyan çêdikin ku beşdarî kombûna vertîkal a stûnan dibin. Avahiyên boriyê yên bi vî rengî dikarin bigihîjin bilindahiya heta 60 m (200 ft). Mînakek berbiçav a kulekeke bilind "Godzilla" bû, avahiyek ku li binê Okyanûsa Pasîfîkê ya kûr li nêzîkî Oregonê bû, ku berî rûxîna xwe di sala 1996an de gihîşt bilindahiya 40 m (130 ft).
Certain hydrothermal vents develop into approximately cylindrical chimney formations. These structures originate from minerals dissolved within the vent fluid. Upon contact between the superheated vent fluid and the near-freezing ambient seawater, these dissolved minerals precipitate, forming particles that contribute to the vertical accretion of the stacks. Such chimney formations can attain heights of up to 60 m (200 ft). A notable example of a towering vent was "Godzilla," a structure located on the Pacific Ocean deep seafloor near Oregon, which reached a height of 40 m (130 ft) prior to its collapse in 1996.
Dûmanxaneyên Reş
Kuleka hîdrotermal a reş, ku wekî kuleka deryaya kûr jî tê zanîn, cureyekî taybet ê kuleka hîdrotermal e ku li binê deryayê, bi giranî di qada batyal de cih digire (bi gelemperî di kûrahiyên di navbera 2,500 û 3,000 m (8,200 û 9,800 ft) de), her çend di herêmên abîsal ên kûrtir û kûrtir de jî têne dîtin. Van kulekan wekî avahiyên tarî, mîna bacê xuya dibin ku dûmanek ji madeya reş a perçeyî derdixin. Bi taybetî, kulekên reş perçeyên dewlemend bi mîneralên ku sulfur tê de hene, bi taybetî sulfîdan, derdixin. Çêbûna zeviyên kulekên reş, ku bi sedan metreyan dirêj dibin, dema ava pir germkirî, ku ji di binê Qalikê Erdê derdikeve û dibe ku ji 400 °C (752 °F) zêdetir be, ji binê okyanûsê derdikeve, pêk tê. Ev ava derketî bi mîneralên qalikê yên helandî, bi taybetî sulfîdan, pir dewlemend e. Dema ku bi ava deryayê ya sar re dikeve têkiliyê, gelek mîneral dicemidin, ku dibe sedema çêkirina avahiyek tarî, mîna bacê li dora her kulekekê. Bac berfireh dibin di stûrbûnê de ji ber ku veguhestina germê krîstalîzasyona mîneralan pêş dixe. Di serdemên jeolojîk de, ev sulfîdên metal ên razandî dikarin pêşve çûn bibin depoyên maddeya xav ên sulfîdê yên girîng. Bi taybetî, hin kulekên reş li ser beşa Azoran a Rêzeçiya Nav-Atlantîk dewlemendiya metal a awarte nîşan didin; mînak, şilavên hîdrotermal ên ji Zeviya Kuleka Keskesorê hatine dîtin ku heta 24,000 μM hesinê helandî dihewînin.
Vedîtina yekem a kulekên reş di sala 1979an de li Rêzeçiya Pasîfîkê ya Rojhilat pêk hat, ku ji aliyê zanyarên Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Scripps ve wekî beşek ji Projeya RISE hate kirin. Van avahiyan bi karanîna wesayîta binavbûnê ya kûr ALVIN, ku ji aliyê Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Woods Hole ve dihate xebitandin, hatin dîtin. Niha, kulekên reş li seranserê Okyanûsa Atlantîk û Pasîfîkê têne nasîn, bi gelemperî di kûrahiyek navînî ya 2,100 m (6,900 ft) de. Kulekên reş ên herî bakur ên naskirî komek ji pênc kulekan pêk tînin ku wekî Kela Loki têne binavkirin, ku di sala 2008an de ji aliyê lêkolînerên Zanîngeha Bergenê ve li 73°N li ser Rêzeçiya Nav-Atlantîk, di navbera Grînlenda û Norwêcê de, hatin nasîn. Van kulekên reş ên taybet ji aliyê zanistî ve girîng in ji ber cihê wan di herêmek nisbeten stabîl a Qalikê Erdê de, ku bi çalakiya tektonîkî ya kêm û, wekî encam, bi rêjeyek kêmtir a zeviyên kulekên hîdrotermal tê diyar kirin. Kulekên reş ên herî kûr ên cîhanê di Geliyê Cayman de têne dîtin, di kûrahiyek 5,000 m (3.1 mîl) di binê rûxara okyanûsê de.
Kulekên Spî
Kulekên spî mîneralên ku bi rengên siviktir têne diyar kirin, di nav de pêkhateyên ku barîum, kalsiyûm û sîlîkon dihewînin, derdixin. Van kulekan bi gelemperî dûmanên germahiya kêmtir nîşan didin, ku dibe ku ji ber dûrahiya wan a mezintir ji çavkaniya germê ya di binê wan de be.
Smokerên reş û spî dikarin bi hev re di nav heman qada hîdrotermal de hebin, lê ew bi gelemperî nêzîkbûn an dûrbûna ji zona herikîna sereke ya ber bi jor, bi rêzê ve, nîşan didin. Lê belê, smokerên spî bi giranî bi qonaxên daketinê yên van qadên hîdrotermal ve girêdayî ne, ji ber ku çavkaniyên germahiya magmatîk hêdî hêdî paşve diçin (ji ber krîstalîzasyona magma) û şilekên hîdrotermal her ku diçe zêdetir ji ava deryayê bandor dibin, ne ji beşdariyên magmatîk. Şilekên mîneralîzekirinê yên ku ji van kulekan derdikevin, bi konsantrasyonên kalsiyûmê yên bilind têne diyar kirin, ku dibe sedema çêbûna serdest a depoyên dewlemend bi sulfatê, wek barît û anhîdrît, ligel mîneralên karbonatê.
Pûngên Hîdrotermal
Pûngên hîdrotermal strukturên şilek ên dînamîk in ku derdikevin holê dema şilekên hîdrotermal li malperên kulekên hîdrotermal ên çalak di nav stûna avê ya jorîn de têne berdan. Ji ber ku şilekên hîdrotermal xwedî taybetmendiyên fîzîkî (mînak, germahî, tîrbûn) û kîmyewî (mînak, pH, Eh, îyonên sereke) ne ku bi awayekî girîng ji ava deryayê ya derdorê cuda ne, pûngên hîdrotermal gradiyentên fîzîkî û kîmyewî ava dikin ku ji bo pêvajoyên kîmyewî yên cihêreng, bi taybetî reaksiyonên redoks û barînê, guncan in.
Şilekên kulekên hîdrotermal germahiyên ku di navbera nêzîkî 40 °C û zêdetirî 400 °C de ne, nîşan didin, ku bi awayekî girîng ji nêzîkî 4 °C ya tîpîk a ava deryayê ya kûr a derdorê derbas dibe. Wekî encam, ev şilek ji ava deryayê ya derdorê kêmtir tîr in û ji ber hêza hilkişînê bi stûna avê re ber bi jor ve diçin, bi vî awayî pûngek hîdrotermal çêdikin. Ev qonaxa hilkişîna destpêkê wekî "dika pûnga hilkişînê" tê binavkirin. Di dema vê dikê de, hêzên qirçînê yên di navbera pûngê û ava deryayê ya derdorê de herikîna tevlihev çêdikin, tevlihevkirinê pêşve dibin û hêdî hêdî şileka hîdrotermal bi ava deryayê re hûr dikin. Di encamê de, bandorên hevbeş ên hûrkirin û hilkişînê nav ava deryayê ya jorîn a ku her ku diçe germtir (û ji ber vê yekê kêmtir tîr) dibe, dibe sedema ku pûnga hîdrotermal li bilindiyek taybetî li ser binê deryayê bigihîje hilkişîna bêalî. Ev qonaxa paşîn a pêşveçûna pûngê wekî "dika pûnga ne-hilkişînê" tê destnîşankirin. Dema ku digihîje hilkişîna bêalî, pûng hilkişîna xwe ya vertîkal rawestîne û belavbûna alîkî li seranserê okyanûsê dest pê dike, ku dibe ku bi hezaran kîlometre dirêj bibe.
Pêşketina fîzîkî ya perçikên hîdrotermal bi reaksiyonên kîmyayî yên hevdem re tê. Berevajî xwezaya nisbeten oksîdker a ava Derya, şilekên kulekên hîdrotermal bi gelemperî kêmker in. Wekî encam, cureyên kîmyayî yên kêmkirî yên ku di gelek şilekên kulekan de berbelav in, di nav de Gaze hîdrojen, hîdrojen sulfîd, metan, Fe2+, û Mn2+, dema ku bi ava Derya re tevlihev dibin, reaksiyonan derbas dikin. Di nav şilekên ku bi giraniya H4S ya bilind têne diyar kirin de, îyonên metal ên helandî yên wekî Fe2+ û Mn2+ zû wekî mîneralên sulfîdê metal ên Tarî-rengîn diqelişin. Wekî din, Fe2+ û Mn2+ yên ku di nav perçika hîdrotermal de têne veguhestin, di encamê de oksîde dibin, ku dibe sedema çêbûna mîneralên hesin û manganezê (oksî)hîdroksîd ên nehelandî. Ji ber vê yekê, "qada Nêzîk" a hîdrotermal wekî herêma perçikê tê fêmkirin ku tê de oksîdasyona metal a çalak diqewime, dema ku "qada dûr" herêma perçikê destnîşan dike ku tê de oksîdasyona metal bi dawî bûye.
Nasîn û Dîrokdanîn
Di dema seferên keşfê de, çend şopînerên kîmyayî di nav perçikên hîdrotermal de têne bikar anîn da ku kulekên hîdrotermal ên Derya-Kûr destnîşan bikin. Şopînerên bi bandor ên çalakiya hîdrotermal divê bêçalakiya kîmyayî nîşan bidin, misoger dikin ku guhertinên paşîn ên di giraniyê de tenê ji ber hilweşandinê ne. Helyûm, Gazek esîl, vê hewcedariyê pêk tîne û wekî nîşanek bi taybetî hêja ya çalakiya hîdrotermal kar dike. Ev bikêrhatî ji ber berdana giraniyên bilind ên helyûm-3 ji hêla derketina hîdrotermal ve tê, ku îzotopek He ya Kêmpeyda, bi xwezayî çêdibe û bi taybetî ji hundurê Dinya derdikeve, nav ava Derya. Wekî encam, belavbûna Okyanûsî ya 3He bi riya perçikên hîdrotermal pêkhateyên îzotopên He yên ava Derya yên neasayî çêdike, bi vî rengî derketina hîdrotermal a çalak nîşan dide. Radon, Gazek din a esîl, di heman demê de wekî şopînerek çalakiya hîdrotermal jî kar dike. Ji ber ku hemî îzotopên Rn yên bi xwezayî çêdibin radyoaktîf in, giraniyên Rn yên ava Derya, dema ku bi Dane-yên îzotopên He re têne hev kirin, dikarin di heman demê de têgihiştinan li ser temenên perçikên hîdrotermal jî bidin. Ji bo vê sepanê, radon-222 tê tercîh kirin ji ber ku 222Rn di nav îzotopên radonê yên bi xwezayî çêdibin de nîv-jiyana herî dirêj heye, Nêzîkî 3.82 roj. Dema ku Gazên helandî yên wekî H4, H§67§S, û CH§89§, ligel metalên wekî Fe û Mn, di şilekên kulekên hîdrotermal de li gorî ava Derya bi giraniyên bilind Niha ne û dikarin ji bo perçikên hîdrotermal û derketina çalak teşhîsî bin, xwezaya wan a reaktîf wan wekî şopînerên sereke yên çalakiya hîdrotermal kêmtir guncan dike.
Biyogeokîmyaya Okyanûsê
Pûngên hîdrotermal mekanîzmayeke JGirîng pêk tînin ku bi rêya wê sîstemên hîdrotermal bandorê li ser biyogeokîmyaya deryayî dikin. Kulekên Hîdrotermal cûrbecûr metalên şopê, ku tê de Fe, Mn, Cr, Cu, Zn, Co, Ni, Mo, Cd, V, û W hene, nav Okyanûsê berdidin, û gelek ji wan fonksiyonên biyolojîk ên JGirîng pêk tînin. Çarenûsa dawîn a van metalan, piştî derxistina wan nav stûna avê, ji hêla gelek pêvajoyên fîzîkî û kîmyayî ve tê rêvebirin. Her çend prensîbên termodînamîkî destnîşan dikin ku Fe2+ û Mn2+ divê di ava deryayê de oksîde bibin da ku têkiliyên metal (oksî)hîdroksîd ên nehelîner Hilberandin, lê tevliheviya wan bi pêkhateyên organîk re û çêbûna kolloîd û nanoperçikan dikare van elementên hestiyar ên redoksê di sekinandinê de bihêle, û veguhestina wan ber bi dûrên girîng ji cihê kulekê ve gengaz dike.
Hesin (Fe) û manganez (Mn) Gelek caran di nav metalên di şilekên kulekên hîdrotermal ên asîdî de konsantrasyonên herî bilind nîşan didin, û herdu jî xwedî girîngiya biyolojîk in, bi taybetî Fe, ku Gelek caran wekî xurdemeniyeke sînordar di ekosîstemên deryayî de tevdigere. Wekî encam, veguhestina dûr û dirêj a Fe û Mn bi rêya tevliheviya organîk dibe ku mekanîzmayeke JGirîng di çerxa metalên Okyanûsê de temsîl bike. Herwiha, kulekên hîdrotermal konsantrasyonên girîng ên metalên şopê yên biyolojîkî JGirîng ên din, wekî molîbden (Mo), nav Okyanûsê destnîşan dikin. Mo dibe ku roleke girîng di pêşveçûna kîmyayî ya destpêkê ya Okyanûsên Dinyayê û di çêbûna jiyanê de lîstibe. Berovajî, têkiliyên Fe û Mn dikarin bandorê li biyogeokîmyaya Okyanûsê jî bikin bi hêsankirina rakirina metalên şopê ji stûna avê. Rûberên barkirî yên mîneralên hesin (oksî)hîdroksîd bi bandor elementan, ku tê de fosfor, vanadyûm, arsenîk, û metalên Kêmpeyda yên erdê hene, ji ava deryayê dimijînin. Bi vî awayî, her çend pûngên hîdrotermal dikarin wekî çavkaniyeke netî ya metalên wekî Fe û Mn ji Okyanûsan re xizmet bikin, ew Di heman demê de metalên din û xurdemeniyên ne-metalîk, wekî fosfor (P), ji ava deryayê paqij dikin, bi vî awayî wekî binavbûneke netî ji bo van elementan tevdigere.
Biyolojiya Kulekên Hîdrotermal
Dîrokî, her çend jiyan bi giranî wekî bi enerjiya rojê ve girêdayî hatiye dîtin jî, organîzmayên deryaya kûr gihîştina tîrêja rojê nînin. Wekî encam, civakên biyolojîk ên ku bi kulekên hîdrotermal ve girêdayî ne, divê xwarina xwe ji depoyên kîmyewî û şilavên hîdrotermal ên di nav jîngeha xwe de peyda bikin. Berê, okyanografên bentîk hîpotez kirin ku organîzmayên kulekan, mîna fauna din a deryaya kûr, xwe dispêrin berfa deryayî, ku di encamê de dê wan bi jiyana rwekên fotosentetîk û, bi berfirehî, bi rojê ve girêbide. Her çend hin organîzmayên kulekên hîdrotermal vê "barana" parçeyî xerc dikin jî, pergalek xwarinê ya wusa sînorkirî dê bibe sedema formên jiyanê yên kêm. Lê belê, berevajî rûxara deryayê ya derdorê, herêmên kulekên hîdrotermal tîrbûna organîzmayan 10.000 heta 100.000 carî zêdetir nîşan didin.
Kulekên hîdrotermal wekî celebek ekosîstemên li ser kîmosentezê (CBE) têne nas kirin ku li wir hilberîna bingehîn ji hêla pêkhateyên kîmyewî ve wekî çavkaniyên enerjiyê tê xurt kirin, ne ku ji hêla sivik ve, pêvajoyek ku jê re kîmoototrofî tê gotin. Civakên kulekên hîdrotermal jiyanek girîng diparêzin ji ber girêdana organîzmayên kulekan bi bakteriyên kîmosentetîk ji bo xwarinê. Ava ku ji van kulekan derdikeve bi mîneralên helandî dewlemend e, ku nifûsek mezin a bakteriyên kîmoototrofîk piştgirî dike. Van bakteriyan pêkhateyên sulfurê, bi taybetî hîdrojen sulfîdê — kîmyewiyek ku ji bo piraniya organîzmayên naskirî pir bijehr e — bikar tînin da ku bi kîmosentezê madeya organîk hilberînin.
Lêketina jîngehê ya van kulekan wêdetirî civakên wan ên biyolojîk ên tavilê dirêj dibe, ji ber ku ew wekî çavkaniyek girîng a hesinê deryayî tevdigerin, ev xurekek bingehîn ji bo fîtoplanktonan peyda dikin.
Civakên Biyolojîk
Tomara herî kevn a piştrastkirî ya civakek biyolojîk a "nûjen" ku bi kulekekê ve girêdayî ye, Figueroa Sulfide ye, ku vedigere serdema Cûrasîka Destpêkê li Kalîforniyayê. Ekosîstema ku bi vî rengî çêbûye bi tevahî xwe dispêre hebûna domdar a qada kuleka hîdrotermal wekî çavkaniya xwe ya enerjiyê ya bingehîn, ev cûdahiyek bingehîn e ji piraniya jiyana rûxarê ya li ser Dinyayê, ku li ser enerjiya rojê ye. Lê belê, her çend ev civak gelek caran wekî serbixwe ji rojê têne şîrove kirin jî, hin organîzma bi rastî bi oksîjena ku ji hêla organîzmayên fotosentetîk ve tê hilberandin ve girêdayî ne, lê yên din anaerobîk in.
Bakteriyên kemosîntetîk dibin qatên stûr, organîzmayên din ên wekî amfîpod û kopepodan dikişînin, yên ku rasterast li ser bakteriyan dixwin. Organîzmayên mezintir, di nav de şemok, mêşhingiv, kevjal, kurmên lûleyî, masîyên cûrbecûr (bi taybetî îlpût, masîyê marê qirika birrî, Ophidiiformes, û Symphurus thermophilus), û heştpê (bi taybetî Vulcanoctopus hydrothermalis), li ser van xerîdarên seretayî zincîra xwarinê ya têkiliyên nêçîrvan û nêçîrê ava dikin. Malbatên sereke yên organîzmayên ku li dora kulekên binê deryayê têne dîtin annelîd, gastropod û krustase ne, digel bîvalvên mezin, kurmên vestimentiferan, û mêşhingivên "bêçav" ku piraniya organîzmayên ne-mîkrobî pêk tînin.
Kurmên lûleyî yên sîboglinîd, ku cureyên wan ên herî mezin dikarin ji 2 metreyan (6.6 ling) bilindtir bibin, bi gelemperî beşek JGirîng a civakên kulekên hîdrotermal pêk tînin. Ji ber ku dev an rêça dehandinê wan tune, ew xurdemenîyên ku ji hêla bakteriyên sîmbiyotîk ve di nav de vehûnên wan de têne hilberandin Mêhtin, mîna kurmên parazît. Nêzîkî 285 milyar bakterî di her onsî vehûna kurmê lûleyî de niha ne. Van kurmên lûleyî perên sor ên ku hemoglobîn tê de hene, dihewînin; ev hemoglobîn bi hîdrojen sîlfîdê re yek dibe û wê digihîne bakteriyên ku di hundirê kurm de dijîn. Di berdêla vê de, bakterî kurm bi pêkhateyên karbonê xwedî dikin. Du cureyên ku li kulekên hîdrotermal dijîn Tevnia jerichonana û Riftia pachyptila ne. Civakek hatî vedîtin, bi navê "Bajarê Maran", bi piranî ji marê Dysommina rugosa pêk tê. Her çend mar ne kêm bin jî, bêmovik bi gelemperî li kulekên hîdrotermal Serdest bûn. Bajarê Maran Nêzîk konê volkanîk ê Nafanua li Samoa Amerîkî ye.
Heta sala 1993-an, zêdetirî 100 cureyên gastropod dihatin zanîn ku li kulekên hîdrotermal dijîn. Piştre, zêdetirî 300 cureyên nû di van hawîrdoran de hatine vedîtin, gelek ji wan "cureyên xwişk" in ji yên ku li deverên kulekên ji hev cuda yên erdnîgarî hatine dîtin. Hatiye pêşniyar kirin ku berî ku Plaka Amerîkaya Bakur li ser rêzeçiya nav-okyanûsê Serdest bûn, herêmek kulekê ya bîyogeografîk a yekane li Pasîfîka Rojhilat hebû. Avakirina astengek ji bo belavbûnê paşê, cihêbûna pêşveçûnê ya cureyan li cihên cûda dest pê kir. Mînakên pêşveçûna hevgirtî yên ku di navbera kulekên hîdrotermal ên cihê de hatine dîtin, piştgiriyek girîng didin teorîya hilbijartina xwezayî û pêşveçûnê bi tevahî.
Her çend tîrbûna biyolojîk bi gelemperî di van kûrahiyan de kêm be jî, dûxanên reş wek navendên tevahiya ekosîsteman kar dikin. Di nebûna tîrêja rojê de, gelek organîzma, wek arkea û ekstremofîl, germahî, metan û pêkhateyên kulfetê yên ku ji aliyê dûxanên reş ve têne peyda kirin, bi rêya kemosentezê vediguherînin enerjiyê. Formên jiyanê yên tevlihevtir, di nav de qaqilok û kurmên boriyê, paşê xwe bi van hilberînerên bingehîn xwedî dikin. Organîzmayên di baza zincîra xwarinê de her weha beşdarî rûniştina mîneralan di baza dûxana reş de dibin, bi vî awayî çerxeke jiyanê ya bêhempa temam dikin.
Cureyekî bakterî yê fototrofîk hatiye nasîn ku li derdora dûxanek reş li ber Qeraxa Meksîkî, di kûrahiya 2,500 m (8,200 ft) de dijî. Ji ber ku tîrêja rojê nagihîje van kûrahiyan, ev bakterî, ku ji famîleya Chlorobiaceae ne, bi bikaranîna ronahiya qels a ku ji dûxana reş derdikeve, fotosentezê dikin. Ev vedîtin cara yekem nîşan dide ku organîzmayek di xwezayê de bi taybetî çavkaniyek ronahiyê ji bilî radyasyona rojê ji bo fotosentezê bi kar tîne.
Jîngehên derdora dûxanên reş bi berdewamî vedîtinên cureyên nû û bêhempa peyda dikin. Mînak, kurmê Pompeii, Alvinella pompejana, ku bi kapasîteya xwe ya tehamulkirina germahiyên heta 80 °C (176 °F) tê zanîn, di salên 1980an de hate nasîn. Paşê, di sala 2001an de, gastropodê ling-pûlî (Chrysomallon squamiferum) cara yekem di dema sefereke vedîtinê de bo qada kuleka hîdrotermal a Kairei di Okyanûsa Hindî de hate belgekirin. Ev gastropod bi awayekî bêhempa sulfîdên hesin, bi taybetî pîrît û greigît, di avahiya sklerîtên xwe yên çermî (parçeyên laş ên hişkkirî) de tevlî dike, li şûna karbonata kalsiyûmê. Pestoya hîdrostatîk a mezin di kûrahiya 2,500 m de, nêzîkî 25 megapaskal an 250 atmosfer, tê texmîn kirin ku îstîqrarkirina sulfîdê hesin ji bo sepanên biyolojîk hêsan dike. Ev zirxê bêhempa îhtîmal e ku parastinê li hember radûlayên bijehr (diran) yên şemalokên nêçîrvan di nav jîngeha wê de peyda dike.
Di Adara 2017an de, lêkolîneran encamên xwe pêşkêş kirin ku hebûna potansiyel a formên jiyanê yên herî kevnar ên Dinyayê destnîşan dikin. Mîkroorganîzmayên fosîlîzekirî yên texmînkirî di nav rûniştinên kuleka hîdrotermal de li Kembera Nuvvuagittuq, Quebec, Kanada hatin nasîn. Tê texmîn kirin ku ev organîzma heta 4.280 milyar sal berê hebûne, serdemek nisbeten zû piştî çêbûna okyanûsan (4.4 milyar sal berê) û Dinya bi xwe (4.54 milyar sal berê).
Jiyana Hevpar a Ajalan û Bakteriyan
Ekosîstemên kulekên hîdrotermal biyogirseya girîng û hilberîna bilind nîşan didin, ku bi bingehîn ji hêla têkiliyên sîmbiyotîk ên ku di van hawîrdoran de pêş ketine ve têne domandin. Ekosîstemên kulekên hîdrotermal ên kûr ji hevpîşeyên xwe yên avên tene û bejahî cuda ne, bi taybetî ji ber danûstandinên sîmbiyotîk ên di navbera mêvandarên makroînvertebrat û sîmbiyontên mîkrobî yên kemoautotrof de. Ji ber ku radyasyona Rojê nagihîje kulekên hîdrotermal ên kûr, organîzmayên di van jîngehan de nikarin enerjiyê ji tîrêja Rojê ji bo fotosentezê bi dest bixin. Di şûna wê de, civakên mîkrobî yên li kulekên hîdrotermal kemosîntetîk in, karbonê bi karanîna enerjiyê ji pêkhateyên kîmyewî yên wekî sulfîd, ne ku ji enerjiya tîrêja Rojê, sabît dikin. Bi taybetî, sîmbiyont molekulên neorganîk (H2S, CO2, O) vediguherîne molekulên organîk, ku mêvandar paşê ji bo xurdemenî bikar tîne. Lê belê, sulfîd ji bo piraniya cureyên jiyanê yên bejahî pir bijehr e. Wekî encam, lêkolîner di sala 1977an de dema ku kulekên hîdrotermal ên bi jiyanê dewlemend dîtin, matmayî man. Ev bûyer ji ber endosîmbiyoza berbelav a kemoautotrofan di nav gulsîyên ajalên kulekan de hate vegotin, ku ev yek dihêle jiyana pirxaneyî li ber şert û mercên bijehr ên ku di van sîsteman de serdest in li ber xwe bide. Lêkolîna niha li ser têgihiştina ka ev sîmbiyontên mîkrobî çawa beşdarî detoksîfîkasyona sulfîdê dibin, bi vî rengî dihêlin mêvandarên wan di hawîrdorên din ên kujer de sax man, disekine. Lêkolînên li ser fonksiyonên mîkrobiyomê bêtir destnîşan dikin ku mîkrobiyomên bi mêvandar ve girêdayî di pêşkeftina mêvandar, bidestxistina xurdemenî, parastina li hember nêçîrvanan, û pêvajoyên detoksîfîkasyonê de rolên jgirîng dilîzin. Di berdêlê de, mêvandar kîmyewiyên bingehîn ji bo kemosîntezê, di nav de karbon, sulfîd, û oksîjen, dide sîmbiyontê.
Di dema lêkolînên destpêkê yên li ser jiyana li kulekên hîdrotermal de, hîpotezên cihêreng derketin holê ku têkildarî mekanîzmayên ku organîzmayên pirxaneyî bi wan xurdemenî bi dest xistin û di şert û mercên lûtke yên van jîngehan de sax man. Di sala 1977an de, hîpotezeke girîng pêşniyar kir ku bakteriyên kemoautotrof ên ku li kulekên hîdrotermal niha ne, dibe ku wekî çavkaniyek xurdemenî ji bo bivalveyên ku bi sekinandinê dixwin, xizmet bikin.
Heta sala 1981an, bi awayekî teqez hate destnîşankirin ku kurmên lûleyî yên dêw bi rêya endosîmbiyontên bakterî yên kemoautotrof xurdemenî bi dest xistin. Lêkolînên paşîn ên li ser jiyana kulekên hîdrotermal, cewhera berbelav a têkiliyên sîmbiyotîk di navbera kemoautotrof û cureyên învertebrat ên makrofaunal de eşkere kir. Mînak, endosîmbiyontên bakterî di sala 1983an de di nav vehûna gulsîya qaqilokan de hatin piştrastkirin, û heta sala 1984an, endosîmbiyontên bi vî rengî di mîdîyên batîmodîolîd ên kulekan û qaqilokên vesîkomîîd de hatin nasîn.
Mekanîzmayên ku organîzma pê sîmbiyontên xwe bi dest dixin, herwiha têkiliyên wan ên metabolîk, cudahiyeke berbiçav nîşan didin. Mînak, kurmên lûleyî dev û rûviyek wan tune, di şûna wê de lebatek taybetî ya bi navê "trofosom" heye, ku wekî cihê pêvajoya xurekê kar dike û endosîmbiyontên wan dihewîne. Van organîzmayan herwiha perçeyek sor a geş heye, ku ji bo wergirtina pêkhateyên wekî O, H2S, û CO2 tê bikaranîn, yên ku paşê endosîmbiyontên di nav trofosomê de xwedî dikin. Ya balkêş, hemoglobîna kurmê lûleyî, ku berpirsiyarê rengê sor ê taybetmendiya perçeyê ye, dikare oksîjenê bêyî destwerdan an astengkirina ji sîlfîdê veguhezîne, tevî reaktîfbûna xwerû ya di navbera oksîjen û sîlfîdê de. Di sala 2005an de, hate destnîşankirin ku îyonên zinc vê pêvajoyê hêsan dikin bi girêdana hîdrojen sîlfîdê di nav hemoglobîna kurmê lûleyî de, bi vî awayî rê li ber reaksiyona wê bi oksîjenê re digirin. Ev mekanîzmaya herwiha tevnên kurmê lûleyî ji rûbirûbûna sîlfîdê diparêze û sîlfîdê ji bo pêvajoyên kîmoototrofîk peyda dike. Herwiha, kurmên lûleyî kapasîteya metabolîzekirina CO4 bi du rêyên cûda nîşan dane, li gorî guhertina şert û mercên hawîrdorê di navbera wan de diguherin.
Di sala 1988an de, lêkolînan hebûna bakteriyên tîyotrofîk (sîlfîd-oksîdker) di nav Alviniconcha hessleri de piştrast kirin, ku moluskek mezin e û li kulekên hîdrotermal dijî. Ji bo kêmkirina jehriya sîlfîdê, mîdyayên di destpêkê de sîlfîdê vediguherînin tîyosûlfate berî ku wê bigihînin sîmbiyontên xwe. Organîzmayên livdar, wekî şîmpên alvînokarîd, divê bi awayekî çalak di nav hawîrdorên oksîk (bi oksîjenê dewlemend) û anoksîk (bi oksîjenê kêm) ên guhêrbar de bigerin.
Organîzmayên ku li derdora zeviyên kulekên hîdrotermal dijîn, wekî şelalên pektînîd, herwiha endosîmbiyontên di nav gulsîyên xwe de mêvandarî dikin. Wekî encam, tîrbûna bakteriyên wan li gorî organîzmayên ku nêzîkî kulekê ne kêmtir e, û girêdana wan a xurekî bi endosîmbiyontên mîkrobî re bi heman rengî kêm dibe.
Herwiha, ne hemî ajelên mêvandar endosîmbiyontên dihewînin; hin di şûna wan de epîsîmbiyontên wan hene, ku sîmbiyontên li ser derveyî ajelê dijîn ne ku di hundirê wê de. Şîmpên ku li kulekên Rêzeçiya Nav-Atlantîkê hatin dîtin, di destpêkê de wekî îstîsnayek ji pêwîstiya jiyana hevpar ji bo jiyana makroînvertebratan di van hawîrdoran de dihatin hesibandin. Ev têgihiştin di sala 1988an de bi vedîtina ku van şîmpan epîsîmbiyontên dihewînin guhertin. Ji wê demê ve, organîzmayên din ên kulekê, di nav de Lepetodrilis fucensis, jî wekî mêvandarên epîsîmbiyontan hatine nasîn.
Herwiha, dema ku hin sîmbiyont kêmkirina pêkhateyên kibrîtê hêsan dikin, yên din wekî "metanotrof" têne dabeş kirin, ku di kêmkirina pêkhateyên karbonê, bi taybetî metanê, pispor in. Mîdyayên batmodîyolîd mînakên mêvandarên ku endosîmbiyontên metanotrofîk dihewînin; lê belê, ev sîmbiyont bi giranî li cihên sar ên derketina avê têne dîtin ne ku li kulekên hîdrotermal.
Her çend kemosenteza kûr-okyanûsî rê dide organîzmayan ku bêyî tîrêja Rojê ya rasterast sax man, ew ji bo jiyanê bi awayekî teknîkî bi Rojê ve girêdayî dimînin, ji ber ku oksîjena okyanûsî berhemeke duyemîn a fotosentezê ye. Lê belê, rawestana hîpotetîk a çalakiya Rojê û fotosenteza gerdûnî dê bihêle ku jiyana li kulekên hîdrotermal ên deryaya kûr bi hezaran salan bidome, heta ku rezervên oksîjenê bi temamî xilas bibin.
Teorîya Jêdera Hîdrotermal a Jiyanê
Dînamîkên kîmyewî û termal ên Bêhempa yên ku taybetmendiya kulekên hîdrotermal in, van jîngehan ji aliyê termodînamîkî ve ji bo pêvajoyên pêşveçûna kîmyewî pir guncan dikin. Wekî encam, herikîna enerjiya termal wekî faktoreke domdar tevdigere, ku tê hîpotez kirin ku di pêşveçûna gerstêrkê de, di nav de kîmyaya pêş-biyolojîk, roleke girîng lîstiye.
Günter Wächtershäuser teorîya cîhana hesin-kîbrîtê pêşniyar kir, anî ziman ku dibe ku jiyan li kulekên hîdrotermal derketibe holê. Wächtershäuser destnîşan kir ku formeke destpêkê ya metabolîzma berî genetîkê bû, metabolîzma wekî rêzeke çerxî ya reaksiyonên kîmyewî pênase kir ku enerjiyê di formekê de berdidin ku dikare ji hêla pêvajoyên biyolojîk ên din ve were bikaranîn.
Ev Hîpotez îdîa dike ku senteza asîdên amînî dibe ku di nav Qalikê Erdê yê kûr de çêbûye, û ev asîdên amînî paşê ji hêla şilavên hîdrotermal ve ber bi jîngehên avî yên sartir ve hatine veguhestin. Li van herêmên sartir, germahiyên nizm û hebûna mîneralên axê dê avakirina peptîd û protoselan hêsan kiribûya. Ev pêşniyar balkêş e ji ber belavbûna CH4 (metan) û NH3 (amonya) li deverên kulekên hîdrotermal, ku jîngeheke kîmyewî ye û ne taybetmendiya atmosfera destpêkê ya Erdê ye. Astengiyeke girîng li ser vê Hîpotezê bêîstîqrariya xwerû ya molekulên organîk di germahiyên bilind de ye; lê belê, hin lêkolîner pêşniyar dikin ku jiyan dikaribû li deverên derdorê yên deverên germahiya herî bilind derketibe holê. Hebûna gelek cureyên ekstremofîl û organîzmayên din ên ku di derdora nêzîk a kulekên deryaya kûr de geş dibin, baweriyê dide vê senaryoya pêşniyarkirî.
Lêkolînên ceribandinî û modelkirina hesabkerî destnîşan dikin ku rûberên parçikên Mîneral ên di nav Kulekên Hîdrotermal de xwedî taybetmendiyên katalîtîk in ku dişibin enzîman. Van rûberan dikarin molekulên organîk ên Hêsan, wekî metanol (CH3OH) û asîda formîk (HCO2H), ji CO4 ya helandî ya ku di avê de Niha ye, sentez bikin. Herwiha, tespîtkirina CO§67§ ya superkrîtîk li hin cihan piştgiriyek zêde dide Teorîya Jêder a jiyanê ya hîdrotermal, ji ber ku ew dikare rêjeyên reaksiyonên organîk lez bike. Hêza wê ya helandinê ya bilind û Kînetîkên belavbûnê senteza asîdên amînoyî û asîda formîk, li gel pêkhateyên din ên organîk, polîmeran, û çar asîdên amînoyî yên taybetî: alanîn, arginîn, asîda aspartîk, û glîsîn, hêsan dikin. Ezmûnên li cihê xwe hebûna hevdem a naveroka N§89§ ya bilind û CO§1011§ ya superkrîtîk li hin cihan eşkere kirine, herwiha Piştrastiya madeya organîk a Tevlihev, bi taybetî asîdên amînoyî, ku di nav bilbilên CO§1213§ ya superkrîtîk de hatine dorpêçkirin. Alîgirên vê Teorîya abiyogenezê herwiha pêşniyar dikin ku hebûna CO§1415§ ya superkrîtîk Çareseriyê pêşkêşî "paradoksa avê" dike, ku pirsgirêkek berbelav e di Teorîyên derbarê Jêder a jiyanê de di Jîngehên avî de. Ev paradoks xwezaya dualî ya avê ronî dike: ji bo jiyanê bingehîn e, lê di zêdebûnê de, ew molekulên organîk hîdrolîz dike û reaksiyonên senteza dehidrasyonê yên ku ji bo Pêşveçûna kîmyewî û biyolojîkî girîng in, asteng dike. CO§1617§ ya superkrîtîk, ji ber ku hîdrofobîk e, wekî Çareserker tevdigere ku Jîngehek guncan ji bo senteza dehidrasyonê pêş dixe. Wekî encam, hatiye hîpotez kirin ku CO§1819§ ya superkrîtîk di Kulekên Hîdrotermal ên Hadean de rolek bingehîn di destpêka jiyanê de lîstiye.
Piştrast girêdanekê di navbera jêdera jiyanê û kulekên hîdrotermal ên alkalîn de, bi taybetî, destnîşan dike. Şertên pH yên ku taybetmendiya van kulekan in, dibe ku wan ji bo formên jiyanê yên nû derketî bi taybetî guncaw kiribin. Teoriyek serdest destnîşan dike ku gradîyentên Protonan ên bi xwezayî di nav van kulekên Derya yên kûr de çêdibin, nebûna parzûnên du-qatî yên fosfolîpîd û pompeyên Protonan di organîzmayên destpêkê de telafî kirine. Ev telafî dê destûr dabûya damezrandina gradîyentên îyonan, Tevî sadebûna mekanîzmayên şaneyî û pêkhateyan li gorî şaneyên nûjen. Lê belê, ev mijar kirdeya nîqaşên akademîk ên berdewam e. Hatiye îdîakirin ku tevlêbûna gradîyentên pH yên xwezayî ji van kulekan di jêdera jiyanê de, bi rastî, ne gengaz e. Ev argumana dijber bi giranî li ser ne-gengaziya têgihîştî ya mekanîzmayên hilberîna Enerjiyê disekine ku ji gradîyentên pH yên kuleka hîdrotermal berî, an jî di nebûna agahdariya genetîk de pêş bikevin. Nick Lane, lêkolînerekî navdar ku Karê wî ji bo vê nîqaşê navendî ye, bersivek daye, îdîa dike ku argumana dijber bi giranî hem lêkolîna wî bi xwe û hem jî ya hevkarên wî şaş fam dike.
Nîqaşa berdewam derbarê kulekên hîdrotermal ên Derya yên kûr de wek jîngehek çêtirîn ji bo jêdera jiyanê Herwiha ji hêla nebûna çerxên Şil-Hişk û rûbirûbûna ronahiya Ultraviyole (UV) ve tê geşkirin. Tê zanîn ku van şertan çêbûna vezîkulên parzûnî û senteza gelek bîyomolekulan hêsan dikin. Herwiha, konsantrasyonên îyonî yên ku di kulekên hîdrotermal de têne dîtin, bi awayekî girîng ji şileya nav-şaneyî ya piraniya formên jiyanê yên heyî cuda dibin. Wekî encam, hatiye pêşniyarkirin ku jîngehên avê şirîn ên bejahî dibe ku ji bo jêdera şaneyên destpêkê cihek guncawtir nîşan bidin. Berovajî, alîgirên hîpoteza kuleka hîdrotermal a Derya ya kûr, termophoresis di nav valahiyên Mîneral de wek mekanîzmayek alternatîf ji bo dabeşkirin û polîmerîzasyona bîyopolîmeran pêşniyar dikin.
Mekanîzma ku termoforez di nav de valahiyên mîneral de dibe ku pêvajoyên kodkirin û metabolîk hêsan bike, hîn nehatiye diyarkirin. Nick Lane pêşniyar dike ku polîmerîzasyona nukleotîdan dikare di nav de protocelên xwe-dubareker de, bi konsantrasyonên nukleotîdên bilind pêk were, û destnîşan dike ku "Qerebalixa molekular û fosforîlasyon di nav de protocelên wisa yên sînorkirî û bi enerjiya bilind de, dikare potansiyel polîmerîzasyona nukleotîdan ji bo çêkirina RNA-yê pêşve bibe." Fosfata asetîl jî dibe ku beşdarî polîmerîzasyonê li ser rûxarên mîneral an di bin şert û mercên çalakiya avê ya kêm de bibe. Sîmulasyonek hesabkerî destnîşan dike ku katalîza girêdayî konsantrasyona nukleotîdê ya "rêya diravê enerjiya" tê tercîhkirin, ji ber ku enerjî sînordar e; tercîhkirina vê rêyê ber bi senteza nukleotîdê ya mezintir ve diçe. Katalîza nukleotîdê ya bilez a sabîtkirina CO2, ji ber mezinbûn û dabeşbûna bilez a protocelê, konsantrasyona nukleotîdê kêm dike, û dûv re konsantrasyona nukleotîdê nîvî dike. Berovajî, katalîza nukleotîdê ya qels a sabîtkirina CO2, hindik beşdarî mezinbûn û dabeşbûna protocelê dibe.
Ji perspektîfek biyokîmyayî, reaksiyonên ku CO2 û H2 di nav de ne, pêşengên biyomolekulan hilberandin, yên ku di heman demê de berhemên rêça asetîl-CoA û çerxa Krebs in. Ev çavdêrî piştgiriyê dide hîpoteza jêdera jiyanê li kulekên hîdrotermal ên alkalîn ên kûr ên deryayê. Fosfata asetîl, ku ji van reaksiyonan tê hilberandin, dikare ADP-ê fosforîze bike bo ATP-ê, bi senteza herî baş di bin çalakiya avê ya bilind û konsantrasyonên îyonan ên kêm de pêk tê. Tê texmîn kirin ku okyanûsa Hadean, li gorî okyanûsên îroyîn, xwedî konsantrasyonên îyonan ên kêmtir bûye. Bi taybetî, konsantrasyonên Mg2+ û Ca2+ di sîstemên hîdrotermal ên alkalîn de ji yên ku di okyanûsa vekirî de têne dîtin kêmtir in. Konsantrasyona potasyûmê ya bilind a berbelav di nav de piraniya formên jiyanê de dikare ji pêşveçûna potansiyel a antîporterên sodyûm-hîdrojenê di protocelan de were vegotin da ku Na+ derxînin, ji ber ku membranên lîpîdê yên prebiyotîk ji H+ kêmtir permeabiliyetê ji Na+ re nîşan didin. Ger jiyana şaneyî di van hawîrdoran de derketibûya holê, wê îhtîmal e ku ototrof bûya, rêça Wood-Ljungdahl û çerxek Krebs a berevajî ya netemam bikar anîbûya. Modelên matematîkî herwiha destnîşan dikin ku senteza organîk a asîdên karboksîlîk bo lîpîd, nukleotîd, asîdên amînoyî û şekiran, û herwiha reaksiyonên polîmerîzasyonê, li kulekên hîdrotermal ên alkalîn ji aliyê termodînamîkî ve guncan in.
Biyosfera Kûr a Germ
Di beşa destpêkê ya gotara xwe ya sala 1992-an, Biyosfera Kûr a Germ de, Thomas Gold kulekên okyanûsê anîbû ziman da ku hîpoteza xwe ya ku tebeqeyên kevirî yên kûrtir ên Dinyayê madeya biyolojîkî ya zindî ya zêde di nav de heye û ber bi rûxarê ve koç dike, piştrast bike. Wî paşê van têgehan di pirtûka xwe ya bi navê Biyosfera Kûr a Germ de berfireh kir.
Gotareke Sibata 2008an di kovara Zanistê de, ku balê dikişand ser hilberîna hîdrokarbonê ya abîyojenîk, danegehên ceribandinî ji qada kuleka hîdrotermal a Lost City pêşkêş kir. Ev lêkolînê bi hûrgilî diyar kir ku senteza abiyotîk a hîdrokarbonên girseya molekulî ya kêm ji dîoksîta karbonê ya ji Kirasê çawa dikare di hebûna kevirên ultramafîk, av û şert û mercên germî yên nerm de çêbibe.
Vedîtin û Lêkolîn
Di sala 1949an de, lêkolîneke kûr a Deryayê şorbên bi awayekî neasayî Germ di nav Deryaya Sor a navendî de nas kir. Lêkolînên paşê di salên 1960î de hebûna şorbên Germ, 60 °C (140 °F), şor ên ku bi heriyê metalîk re bûn, piştrast kirin. Hate dîtin ku ev çareseriyên germkirî ji şikesteke binê Deryayê ya çalak derdikevin. Şorbûna Lûtke ya van avan ew ji bo organîzmayên zindî nebaş kir. Niha, ev şorb û heriyên wan ên têkildar ji bo potansiyela wan wekî çavkaniyek metalên hêja û baz ên ku dikarin bên derxistin, têne lêkolîn kirin.
Di Hezîrana 1976an de, zanyarên ji Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Scripps yekemîn piştrastiya kulekên hîdrotermal ên binê Deryayê li ser Rêzika Galápagos, ku dirêjkirina Rêzika Pasîfîkê ya Rojhilat e, bi dest xistin. Ev vedîtin di dema sefera vedîtinê ya Pleiades II de pêk hat, ku pergala wênekêşana binê Deryayê ya Deep-Tow bikar anî. Sala paşîn, 1977, weşandina yekemîn gotarên zanistî yên li ser kulekên hîdrotermal ji aliyê zanyarên Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Scripps ve dît; bi taybetî, zanyarê lêkolînê Peter Lonsdale wêneyên ku ji kamerayên kûr-kişandî hatibûn girtin weşand, dema ku xwendekara doktorayê Kathleen Crane nexşe û dane li ser anomaliyên germahiyê weşand. Paşê transponder li vê cîhê, ku bi nefermî wekî "Clam-bake" dihat binavkirin, hatin bicîhkirin, da ku sefereke vegerê di sala paşîn de ji bo çavdêriyên rasterast bi karanîna DSV Alvin hêsan bikin.
Di sala 1977an de, ekosîstemên kemosîntetîk ên ku bi kulekên hîdrotermal ên binê avê yên Galápagos Rift ve girêdayî bûn, di destpêkê de rasterast ji aliyê tîmeke jeologên deryayî ve hatin dîtin, ku ji aliyê Weqfa Zanistê ya Neteweyî ve hatibû fînansekirin û wan cihên Clambake ji nû ve ziyaret kirin. Jack Corliss ê Zanîngeha Dewletê ya Oregonê ji bo vê lêkolîna binê avê wek lêkolînerê sereke xebitî. Di 17ê Sibata 1977an de, Corliss û Tjeerd van Andel ji Zanîngeha Stanfordê, di dema noqîbûnekê de di DSV Alvin de, ku keştiyek lêkolînê ya binê avê bû û ji aliyê Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Woods Hole (WHOI) ve dihat xebitandin, çavdêrî kirin û nimûne ji kulekan û ekosîstema wan a têkildar berhev kirin. Di vê sefera vedîtinê ya lêkolînê de herwiha zanistên wek Richard (Dick) Von Herzen û Robert Ballard ji WHOI, Jack Dymond û Louis Gordon ji Zanîngeha Dewletê ya Oregonê, John Edmond û Tanya Atwater ji Enstîtuya Teknolojiyê ya Massachusetts, Dave Williams ji Lêkolîna Jeolojîk a DYA'yê, û Kathleen Crane ji Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Scripps jî hebûn. Vê tîma hevkar paşê encamên xwe yên derbarê kulekan, organîzmayên wan, û kompozîsyona kîmyewî ya şilavên kulekan de di kovara Zanistê de weşandin. Du sal şûnda, di sala 1979an de, komek biyologan ku ji aliyê J. Frederick Grassle ve dihatin rêvebirin û wê demê bi WHOI ve girêdayî bû, vegeriyan heman cîhî da ku civakên biyolojîk ên ku berê hatibûn nasîn bêtir lêkolîn bikin.
Kulekên Hîdrotermal ên germahî-bilind, ku bi gelemperî wekî "cixarekêşên reş" tên zanîn, di bihara sala 1979an de ji aliyê tîmek lêkolînê ya ji Enstîtuya Okyanûsnasiyê ya Scripps ve, bi bikaranîna keştiya binavî Alvin, hatin nasîn. Sefera Vedîtinê ya RISE bi taybetî li Bilindahiya Pasîfîkê ya Rojhilat li 21° N lêkolîn kir, bi armanca nirxandina teknîkên nexşekirina binê Derya yê jeofîzîkî bi Alvin û dîtina zeviyên hîdrotermal ên din wêdetirî yên li Rîfta Galápagosê. Ev sefera vedîtinê ji aliyê Fred Spiess û Ken Macdonald ve bi hev re hat rêvebirin, ku lêkolînerên ji DYA, Meksîko û Fransayê tê de bûn. Hilbijartina qada noqbûnê li ser bingeha vedîtina girên mîneral ên sulfîdî yên binê Derya yê di sala 1978an de, ku ji aliyê sefera vedîtinê ya Fransî CYAMEX ve hatibû kirin, bû. Berî destpêkirina operasyonên noqbûnê, endamê sefera vedîtinê Robert Ballard anomalîyên germahî ya avê ya nêzîkî binî nas kir, bi bikaranîna pakêtek amûr ê ku kûr dihat kişandin, û ev yek rêberiya armanckirina noqbûna destpêkê kir. Di 15ê Nîsana 1979an de, Yekşema Paskalyayê, di dema noqbûnek Alvin de ber bi kûrahiyek 2,600 metreyî, Roger Larson û Bruce Luyendyk bi serkeftî zeviyek kuleka hîdrotermal dîtin ku civakek biyolojîkî ya mîna yên li kulekên Galápagosê hatibûn dîtin nîşan dida. Dûv re, di 21ê Nîsanê de, William Normark û Thierry Juteau kulekên germahî-bilind vedîtin ku ji avahiyên bircî teqînên perçeyên mîneral ên reş derdixistin, bi vî awayî têgîna "cixarekêşên reş" danîn. Piştî vê vedîtinê, Macdonald û Jim Aiken probek germahî yê ji bo Alvin adapte kirin da ku germahî ya avê li van kulekên cixarekêşên reş bipîvin, û germahî yên herî bilind ên ku wê demê li kulekên hîdrotermal ên Derya yê kûr hatibûn belgekirin (380±30 °C) tomar kirin. Analîz a paşîn a madeya cixarekêşên reş û bircên wan ên têkildar eşkere kir ku barîna sulfîdê hesin mîneral ên serdest di nav "dûmana" derketî û dîwarên bircan de pêk anîne.
Di sala 2005an de, Neptune Resources NL, şîrketeke lêkolîna mîneralan, bi serkeftî serlêdan kir û mafên lêkolînê bi dest xist ku qadeke 35,000 km2 li ser Rêzeçiya Kermadec di nav Qada Aborî ya Taybet a Zelanda Nû de digirt nav xwe. Armanca vê însiyatîfê lêkolîna depoyên sulfîdê yên mezin ên binê deryayê bû, ku çavkaniyeke nû ya potansiyel ji sulfîdên serber-zinc-sifir pêk tînin û ji kulekên hîdrotermal ên hemdem derdikevin. Vedîtina qada kuleka hîdrotermal a Medusa, ku di Okyanûsa Pasîfîk de li ber perava Kosta Rîka cih digire û li gorî fîgura mîtolojîk a Yewnanî hatiye navkirin, di Nîsana 2007an de bi awayekî giştî hat ragihandin. Heta sala 2010an, qada hîdrotermal a Ashadze (ku li 13°N li ser Rêzeçiya Nav-Atlantîk, bi bilindîyek -4200 m cih digire) xwedî taybetmendiya bûyîna qada hîdrotermal a germahiya bilind a herî kûr bû. Ev rekor hat derbaskirin dema ku pûngek hîdrotermal ku ji cihê Beebe (18°33′N 81°43′W, bi bilindîyek -5000 m) derdiket, ji aliyê tîmeke zanistî ya hevkar ji Laboratuvara Jet Propulsion a NASA û Enstîtuya Okyanûsografî ya Woods Hole ve hat tespîtkirin. Cihê Beebe li ser Rêzeçiya Nav-Cayman a 110 km dirêj û pir hêdî-belavbûyî di nav Geliyê Cayman de cih digire. Paşê, di destpêka sala 2013an de, kulekên hîdrotermal ên herî kûr ên naskirî di Deryaya Karîbê de hatin vedîtin, ku digihîştin kûrahiyên nêzîkî 5,000 metreyî (16,000 ft).
Okyanûsograf niha li ser avahiyên volkanîk û kulekên hîdrotermal ên ku li ser Rêzeçiya Nav-Okyanûsî ya Juan de Fuca cih digirin, lêkolîn dikin, herêmek ku bi tevgera pilaqeya tektonîk a cihêreng tê nasîn.
Lêkolînên berdewam kulekên hîdrotermal û diyardeyên din ên jeotermal di nav Bahía de Concepción de, ku li Baja California Sur, Meksîkoyê cih digire, lêkolîn dikin.
Belavbûn
Kulekên hîdrotermal bi giranî li ser sînorên pilaqeyên Dinyayê têne dîtin, her çend ew dikarin di cihên nav-pilaqeyî de jî çêbibin, wek volkanên xala germ. Heta sala 2009an, nêzîkî 500 qadên kulekên hîdrotermal ên binê deryayê yên çalak hatibûn nasîn; nêzîkî nîvê van bi dîtbarî li ser binê deryayê hatibûn piştrastkirin, dema ku yên mayî ji anomaliyên stûna avê an jî pêkhateyên jeolojîk ên binê deryayê hatibûn texmînkirin.
Rogers et al. (2012) bi kêmanî 11 parêzgehên biyogeografîk ji bo pergalên kulekên hîdrotermal diyar kirin:
- Parêzgeha Rêzeçiya Nav-Atlantîk,
- Parêzgeha Rêzeçiya Skotya Rojhilat,
- Parêzgeha Rêzeçiya Pasîfîk a Rojhilat a Bakur,
- Parêzgeha Rêzeçiya Pasîfîk a Rojhilat a Navendî,
- Parêzgeha Rêzeçiya Pasîfîk a Rojhilat a Başûr,
- Başûrê Mîkropilaqeya Easter,
- Parêzgeha Okyanûsa Hindî,
- çar parêzgehên li Pasîfîka Rojava, û çend herêmên din.
Îstîsmar
Kulekên hîdrotermal dikarin bibin alîkar ku çavkaniyên mîneral ên ji aliyê bazirganî ve bikêr werin avakirin bi rûniştina depoyên sulfîdê mezin ên binê deryayê (SMS). Wek mînak, laşê maddeya xav a Mount Isa li Queensland, Awistralya ye. Gelek pergalên kulekên hîdrotermal bi elementên girîng ên wekî kobalt, zêr, sifir û metalên kêmpeyda yên erdê tijî ne, ku ji bo hilberîna elektronîkî bingehîn in. Herwiha, tê bawer kirin ku çalakiya hîdrotermal a li binê deryayê yê Arkean, bûye sedema çêbûna avabûnên hesinî yên bi şêwazê Algoma, ku di dîrokê de wekî çavkaniyên maddeya xav a hesin girîng bûne.
Di salên dawî de, şîrketên lêkolîna mîneral, ku ji ber zêdebûna bihayên mezin di sektora metalên baz de di dema nîvê salên 2000î de, zêdetir bal kişandine ser derxistina çavkaniyên mîneral ji qadên hîdrotermal ên kûr ên deryayê. Ji aliyê teorîkî ve, ev nêzîkatî potansiyela karîgeriyên lêçûnê yên mezin dide.
Neteweyên wekî Japonya, ku ji bo çavkaniyên mîneral bi giranî bi îthalata navneteweyî ve girêdayî ne, bi awayekî çalak derxistina mîneralên binê deryayê pêşve dibin û piştgirî didin. Yekemîn operasyona madenê ya "mezin" ji bo depoyên mîneral ên kulekên hîdrotermal ji aliyê Pargîdaniya Neteweyî ya Petrol, Gaz û Metalên Japon (JOGMEC) ve di navbera Tebax û Îlona 2017an de hate pêkanîn. JOGMEC ev operasyon bi bikaranîna Keştiya Lêkolînê Hakurei bi cih anî. Ev derxistin li qada kulekê ya 'kun/kazana Izena' qewimî, ku di nav hewza paş-kevanî ya Okinawa Trough a bi çalakiya hîdrotermal de ye, û li gorî Danegîra Kulekan a InterRidge, 15 qadên kulekan ên piştrastkirî dihewîne.
Niha, du pargîdanî li ber destpêkirina operasyonên madenê yên sulfîdê mezin ên binê deryayê (SMS) ne. Nautilus Minerals ber bi derxistina mîneralan ji depoya xwe ya Solwarra li Komagiraveya Bismarck ve diçe, dema ku Neptune Minerals di qonaxeke destpêkê de ye bi depoya xwe ya Rumble II West, ku li ser Kemerdeca Kermadecê li kêleka Giravên Kermadecê ye. Her du saziyan armanc dikin ku çareseriyên teknolojîk ên heyî yên adaptekirî bikar bînin. Di sala 2006an de, Nautilus Minerals, bi hevkariya Placer Dome (niha di nav Barrick Gold de yekbûyî ye), zêdetirî 10 tonên metrîk ên SMS-a hatî madenkirin bi serkeftî derxistin rûxarê bi bikaranîna qutkerên daholê yên guhertî ku bi wesayîtek bi dûr ve tê kontrolkirin (ROV) ve hatibûn girêdan, ku pêşengek cîhanî bû. Dûv re, di sala 2007an de, Neptune Minerals karîbûn nimûneyên tortên SMS vegerînin bi bikaranîna pompeyek kişandinê ya pîşesaziya petrolê ya guhertî ku li ser ROVek hatibû siwarkirin, ku ew jî destkeftiyek pêşeng a cîhanî temsîl kir.
Operasyonên madenê yên binê deryayê yên pêşerojê çend rîskên jîngehê bi xwe re tînin. Ev rîsk di nav xwe de dihewînin afirandina dûmanên tozê ji alavên madenê, ku dikare bandorê li organîzmayên xwarin-fîlterker bike; îmkana rûxîna kulekan an jî ji nû ve çalakkirina wan; berdana klatratên metanê; û xetera çêkirina şemitokên binê deryayê.
Amûrên ku ji bo kanzageriya ekosîstemên kulekên hîdrotermal têne bikaranîn, dibe sedema lêketinên hawîrdorî yên potansiyel, bi taybetî qirêjiya deng û ronahiya çêkirî. Operasyonên kanzageriyê yên kulekên hîdrotermal hewcedariya belavkirina alavên binê deryayê yên binavbûyî, wekî wesayîtên binê avê yên ji dûr ve têne kontrolkirin (ROV), digel keştiyên piştgiriyê yên rûxarê, pêk tîne. Xebitandina van makîneyan bi xwezayî deng hilberîne, ku ji bo organîzmayên kulekên hîdrotermal, yên ku bi gelemperî di kûrahiyên heta 12,000 pî (feet) di bin rûxara okyanûsê de dijîn û bi dengê hawîrdorê yê herî kêm re fêr bûne, astengiyek mezin e. Wekî encam, van organîzmayan organên bihîstinê yên pir hesas pêş xistine; ji ber vê yekê, zêdebûnek ji nişka ve di deng de, mîna ya ku ji hêla alavên kanzageriyê ve tê hilberandin, dikare zirarê bide van avahiyan û zirarê bide niştecîhên kulekan. Herwiha, gelek lêkolîn destnîşan dikin ku rêjeyek girîng a organîzmayên bentîk ji bo ragihandinê dengên frekansa pir kêm bikar tînin; bilindbûna astên dengê hawîrdorê yê binê deryayê ji ber vê yekê dikare ragihandina nav-organîzmayan veşêre û şêwazên tevgerê biguherîne. Ji bilî qirêjiya deng, amûrên kanzageriyê yên sulfîdên mezin ên binê deryayê (SMS) çavkaniyên ronahiya çêkirî hem li binê deryayê (ji alavên kanzageriyê) û hem jî li rûxara okyanûsê (ji keştiyên piştgiriyê) hilberînin. Organîzmayên ku di van sîstemên kulekên hîdrotermal de dijîn, di qada afotîk a okyanûsê de cih digirin û bi hawîrdorên ronahiya pir kêm re adapte bûne. Lêkolînên li ser şîmpên kûr-deryayî destnîşan kirine ku roniyên lehiyê yên ku ji bo lêkolîna sîstemên kulekan li binê deryayê têne bikaranîn, dikarin zirarên retînal ên daîmî çêkin, ku pêwîstiya lêkolînek din li ser rîskên potansiyel ji bo organîzmayên din ên kulekan destnîşan dike. Wêdetirî xetereyên ku ji bo organîzmayên kûr-deryayî çêdibin, keştiyên piştgiriyê yên rûxarê ronahiya şevger a mirovî bikar tînin. Lêkolîn destnîşan dikin ku ronahiya rûxarê ya bi vî rengî dikare çûkên deryayê tevlihev bike, ku dibe sedema bûyerên "ketinê" ku tê de çûk ji ronahiya çêkirî re dikişin, westiyayî dibin, an jî li avahiyên mirovî dixin, di encamê de birîndarî an mirin çêdibe. Wekî encam, nirxandinên lêketina hawîrdorê yên kanzageriya kulekên hîdrotermal divê hem organîzmayên avî û hem jî yên bejahî li ber çavan bigirin.
Operasyonên madenê yên kûr-deryayî tê pêşbînîkirin ku sê pêvajoyên sereke yên bermayî hilberînin—berdana tortê ya alî-avêtî, avdanî, û guherîna tortê an jî têkçûna wê—her yek dikare perçeyek tortê an ewrekî bi encamên hawirdorî yên girîng çêbike. Berdana tortê ya alî-avêtî, ku li rûxara deryayê çêdibe, tevlî veguhestina materyalê ji hêla ROVên binavbûyî ve dibe û dibe sedemekî gengaz ji bo çêbûna perçeyên tortê yên herêmî li rûxara deryayê. Ev pêvajo tê de ye ku ROV materyalên ku ji aliyê aborî ve ne bikêr in li kêleka cihê madenê diavêjin berî ku çavkaniyên sulfîdê bigihînin keştiyên piştgiriyê yên li ser rûxarê. Armanca berdana alî-avêtî ew e ku qebareya materyalê ku ber bi rûxarê ve tê veguhestin kêm bike, bi vî awayî pêdiviyên pêvajoyên paşîn ên li ser bejahiyê kêm dike. Pêvajoya avdanî herikek din a bermayiyên madenê temsîl dike, bi giranî beşdarî çêbûna perçeyên tortê dibe ku ji rûxara okyanûsê derdikevin. Ev rêbaza avêtinê tê de ye ku av ji keştiyê tê berdan, ku dibe ku di dema derxistin û veguhestina materyalên rûxara deryayê ber bi rûxarê ve hatibe bidestxistin. Faktora sêyemîn ku beşdarî çêbûna perçeyên tortê an ewran dibe têkçûn û berdana tortê ya rasterast e. Ev herika bermayî ya taybet bi giranî bi çalakiyên madenê yên rûxara deryayê ve girêdayî ye, bi taybetî tevgera ROV û têkçûna wêranker a xwerû ya rûxara deryayê di dema operasyona madenê de.
Van pêvajoyên madenê yên bermayî beşdarî çêbûna perçeyên tortê dibin, bi giranî bi du fikarên hawirdorî: berdana metalên giran û zêdebûna avêtina tortê. Berdana metalên giran bi giranî bi pêvajoyên avdanî yên ku li ser keştiyên rûxarê têne kirin ve girêdayî ye. Pirsgirêkek girîng a avdanî ev e ku ew ji tenê vegerandina ava deryayê li stûna avê zêdetir e. Metalên giran, di nav de sifir û kobalt, ku ji materyalên ji rûxara deryayê hatine derxistin derdikevin, bi hev re bi avê re di nav stûna avê de têne avêtin. Fikara sereke ya hawirdorî di derbarê berdana metalên giran de potansiyela wê ye ku kîmyaya okyanûsê di nav stûna avê ya herêmî de biguherîne. Fikarek duyemîn ev e ku hin metalên giran ên hatine berdan dibe ku jehrîbûnê nîşan bidin, bandorê li organîzmayên niştecîh û cureyên demkî yên di nav cihê madenê de bikin. Zêdebûna berdana tortê bi giranî ji du pêvajoyên din ên bermayiyên madenê derdikeve: tortê alî-avêtî û têkçûna tortê ya rûxara deryayê. Fikara sereke ya hawirdorî potansiyela xeniqandina organîzmayên bentîk e ji ber ji nû ve belavkirina qebareyên girîng ên tortê li deverên din ên rûxara deryayê, ku dikare nifûsên herêmî bixe xeterê. Herwiha, ji nû ve belavkirina tortê ya berfireh dikare pêvajoyên xwarina organîzmayî û danûstendina gazê têk bide, bi vî awayî gefek giran li ser nifûsan çêdike. Di encamê de, van pêvajoyan dikarin rêjeya tortbûna rûxara deryayê bilind bikin, bi pêşbîniyên ku zêdebûnek herî kêm 500 metreyî di her 1–10 kîlometreyan de destnîşan dikin.
Her du şirketên navborî bi awayekî çalak lêkolînên berfireh dikin da ku lêketinên hawîrdorî yên potansiyel ên madenkariya binê deryayê bi berfirehî fêm bikin û ji bo ku berî destpêkirina îstîsmarê, tedbîrên kontrolê werin bicîhanîn. Lê belê, ev hewldan, bi îhtimaleke mezin, ji ber dabeşkirina nehevseng a hewldanên lêkolînê li ser ekosîstemên kulekan hatiye astengkirin, ji ber ku ekosîstemên kulekên hîdrotermal ên herî baş hatine lêkolînkirin û fêmkirin, yên ku ji bo madenkariyê hatine destnîşankirin, bi awayekî rast nîşan nadin.
Di paşerojê de, hewldan hatine kirin ku mîneral ji binê deryayê werin derxistin. Di dema salên 1960î û 1970î de, çalakî û lêçûnên girîng ber bi vegerandina nodulên manganezê ji deştên kûr ve hatin rêvebirin, û astên serkeftinê yên cûrbecûr bi dest xistin. Lê belê, ev pêşniyara dîrokî, îmkana demdirêj a vegerandina mîneralên binê deryayê piştrast dike. Madenkariya îdîakirî ya nodulên manganezê wekî çîrokek veşartî ji bo operasyona CIA ya sala 1974an a berfireh xizmet kir da ku keştiya binê avê ya Sovyetê ya binavbûyî K-129 xilas bike, bi karanîna Glomar Explorer, keştiyek ku ji bo vê armancê ji hêla Howard Hughes ve hatibû çêkirin. Ev operasyon, ku wekî Projeya Azorian hate destnîşankirin, û çîroka wê ya veşartî ya madenkariya nodulên manganezê yên binê deryayê, dibe ku bi nezanî şirketên din teşwîq kiribin ku hewldanên bi vî rengî bişopînin.
Parastina Xwezayê
Parastina Xwezayê ya kulekên hîdrotermal di nav civaka okyanûsografî de di nav du dehsalên paşerojê de bûye kirdeyek nîqaşên dijwar. Hatiye pêşniyar kirin ku dibe ku zanyar bi xwe bi nezanî berpirsiyarê zirareke girîng li van jîngehên kêmpeyda bin. Hewldan hatine kirin ku li ser reftara zanyarên ku li cihên kulekan lêkolîn dikin, peyman werin çêkirin; lê belê, tevî kodek pratîkê ya lihevkirî, peymanek fermî, navneteweyî ya bi qanûnî girêdayî, hîn jî tune ye.
Parastina Xwezayê ya piştî madenkariyê ya ekosîstemên kulekên hîdrotermal ên çalak dê hewcedariya ji nû ve kolonîzekirina serkeftî ji hêla bakteriyên kîmosîntetîk ve bike, ku ev jî bi herikîna domdar a şilava kuleka hîdrotermal, çavkaniya sereke ya enerjiyê, ve girêdayî ye. Nirxandina lêketina rastîn a madenkariyê li ser dînamîkên şilava kuleka hîdrotermal ji ber nebûna lêkolînên ampîrîkî yên pûlik-mezin, dijwar dimîne. Lê belê, lêkolînên li ser ji nû ve kolonîzekirina van ekosîstemên kulekan piştî hilweşîna volkanîk, têgihiştinên hêja li ser encamên potansiyel ên zirara ji ber madenkariyê pêşkêş dikin. Van lêkolînan destnîşan dikin ku ji nû ve kolonîzekirina bakteriyan bi gelemperî 3–5 salan hewce dike, lê vegera megafaunayê dikare nêzîkî 10 salan bigire. Herwiha, guherînek berbiçav di kompozîsyona cureyan de, di nav de derketina cureyên koçber, di ekosîstemên piştî hilweşînê de li gorî rewşên wan ên berî têkçûnê hatiye dîtin. Lê belê, lêkolînên din ji bo ku bandorên demdirêj ên madenkariya SMS ya binê deryayê ya domdar li ser şêwazên ji nû ve kolonîzekirina cureyan bi tevahî werin fêm kirin, pêwîst in.
Dîrokkirina Jeokronolojîk
Rêbazên Berbelav ji bo diyarkirina temenê kulekên hîdrotermal, dîroknîgariya mîneralên sulfîd, wek pîrît, û mîneralên sulfat, di nav de barît, dihewînin. Dîroknîgariya radyometrîk û dîroknîgariya rezonansa spîna elektronê teknîkên ku bi berbelavî tên bikaranîn in. Her rêbaza dîroknîgariyê sînor, texmîn û kêşeyên xwezayî hene. Zehmetiyên giştî pêwîstiyên paqijiyê yên tund ji bo mîneralên derxistî, rêjeya temenê taybet a ku ji bo her rêbazê derbasdar e, potansiyela germkirinê Li ser germahiyên girtinê ji bo jêbirina temenên mîneralên kevnar, û tevliheviya ku ji ber gelek qonaxên çêbûna mîneralan çêdibe û dibe sedema profîlên temenê tevlihev, di nav xwe de digirin. Di hawîrdorên ku bi gelek qonaxên çêbûna mîneralan têne diyar kirin de, dîroknîgariya rezonansa spîna elektronê bi gelemperî temenek navînî ji bo mînerala giştî dide, lê dîrokên radyometrîk meyl dikin ku ber bi temenên qonaxên ciwan ve bêne alîgir kirin ji ber Xirabûna navokên dêûbav. Van faktoran rave dikin çima rêbazên cihêreng dikarin temenên cûda ji bo heman nimûneyê bidin û çima dibe ku kulekek hîdrotermal a yekane nimûneyên ku temenên cûda nîşan didin hebe.
Dîrok û Çêbûna Kulekên Hîdrotermal
Dema ku hin biyogeokîmyazan, wek Rogers û hevalên wî (2012), cihên taybet ên kulekên hîdrotermal destnîşan kirine, cihên rastîn ên çêbûnên kulekên hîdrotermal ên naskirî Di nav pergalên Derya yên Kûr de bi giranî nehatine diyar kirin. Binê Okyanûsê Bi berfirehî nehatiye lêkolîn kirin, ku kêmtir ji 1% ji wê bi tevahî hatiye nexşekirin. Piraniya kulekên hîdrotermal ên niha têne nas kirin li ser zinarên nav-okyanûsê ne. Fêmkirina cihê van pergalan JGirîng e ji bo têgihîştina çêbûna wan, ji ber ku piraniya teoriyên pejirandî li ser çalakiya Sîsmîk bingeh digirin, bi taybetî li nêzî herêmên volkanîk.
Çalakiya sîsmîk di dema serdemên Paleocene û Eocene de, ku bi şikestina parzemînî ve girêdayî bû, bû sedema pijiqîna gaz, şilek û rûniştinan ji hundirê Erdê. Ev bûyera jeolojîk a dagirker kraterên mezin çêkirin ku li ser sîlan cih digirtin; sîl tebeqeyên kevirên agirî ne ku dema magma di navbera tebeqeyên kevirî yên heyî de dikeve, çêdibin. Van kraterên mezin ên binê deryayê komikên kulekên hîdrotermal temsîl dikin. Taybetmendiyên bêhempa yên van kulekan tebeqeyên kevirî yên rûniştî yên ber bi hundir ve û hebûna dîkên kevirê qûmê, boriyan û breccias vedihewînin. Van taybetmendiyan wekî dagirkeriyên bin-volkanîk têne dabeş kirin, ku paşê çalakiyên hîdrotermal dimeşînin. Lêkolînek ku dane rengvedana sîsmîk a 2D bikar anî, avahiyên van pergalan wekî kraterên binavbûyî yên bi profîlek alî ya qûnîkî ve diyar kir. Van avahiyan bi gelemperî wekî dûxan têne binavkirin, ku li ser rûxarên kulekan pêş dikevin. Têkiliya di navbera qalikê okyanûsê û ava deryayê de ji bo çêbûna van pergalan bingehîn e, ku dibe sedema guhertinên di kîmyaya herêmî de û rûniştina pêkhateyên cûrbecûr ên dewlemend bi metalan. Ev rûniştina bêhempa ya metalan û kîmyaya herêmî ya guhertî, di encamê de, şert û mercên guncan ji bo piştgiriya organîzmayên termofîlî û yên din ên pispor diafirîne.
Abiogenesis – Teorîya zanistî ya derbarê derketina jiyanê ji madeya ne-zindî.
- Abiogenesis – Life arising from non-living matter
- Gola şor – Berhevkirina ava pir şor di nav çalekekê de li binê deryayê.
- Kulekên Hîdrotermal ên Endeavour – Komek taybetî ya kulekên hîdrotermal ku di Okyanûsa Pasîfîk de cih digirin.
- Ekstremofîl – Organîzmayên ku kapasîteya pêşketinê di şert û mercên jîngehê yên lûtke de nîşan didin.Rûpelên ku kurte-danasînên armancên veguheztinê nîşan didin
- Kemosenteza hîdrojen sîlfîdê – Pêvajoya bîyokîmyayî ya hilberîna enerjiyê ku ji hêla organîzmayên di ekosîstemên kulekên hîdrotermal de tê bikar anîn.
- Qada Hîdrotermal a Bajarê Windabûyî
- Çiyayê Sêrbaz (Kolumbiya Brîtanî) – Qadeke kulekên hîdrotermal a diyarkirî ku li bakurê rojhilatê Okyanûsa Pasîfîk cih digire.
- 9° Bakur – Herêmek ku bi kulekên hîdrotermal ve li ser Bilindbûna Pasîfîk a Rojhilat di Okyanûsa Pasîfîk de tê nasîn.
- Çiyayê Binavî yê Pito – Çiyayekî binavî ku di Okyanûsa Pasîfîk de cih digire, li bakur-bakurê rojavayê Giraveya Paskalyayê ye.
- Volkanek binavî wekî kulekek binê avê an şikestek li ser rûxara Erdê tê pênase kirin ku magma dikare jê biteqe.
- Depoyek maddeya xav a sîlfîdê ya mezin a volkanogenîk (VMS), ku wekî depoya VMS jî tê zanîn, berhevkirinek girîng a maddeya xav a sîlfîdê ya metal pêk tîne.
- Kanîgeriya kûr-deryayê derxistina mîneralên ji binê okyanûsê vedihewîne.
- Haymon, R.M. (2014). "Kulekên Hîdrotermal ên li Rêzeçiyayên Nav-Okyanûsê." Di Modula Çavkaniyê di Sîstemên Dinya û Zanistên Jîngehê de. doi:10.1016/b978-0-12-409548-9.09050-3. ISBN 978-0-12-409548-9.Van Dover, C. L., Humphris, S. E., Fornari, D., Cavanaugh, C. M., Collier, R., Goffredi, S. K., Hashimoto, J., Lilley, M. D., Reysenbach, A. L., Shank, T. M., Von Damm, K. L., Banta, A., Gallant, R. M., Gotz, D., Green, D., Hall, J., Harmer, T. L., Hurtado, L. A., Johnson, P., McKiness, Z. P., Meredith, C., Olson, E., Pan, I. L., Turnipseed, M., Won, Y., Young, C. R., 3rd, & Vrijenhoek, R. C. (2001, 13ê Îlonê). "Biyogeografî û Rewşa Ekolojîk a Kulekên Hîdrotermal ên Okyanûsa Hindê." Zanist, 294(5543), 818–823. Bibcode:2001Sci...294..818V. doi:10.1126/science.1064574. PMID 11557843. S2CID 543841.Çavkaniya kovarê: CS1 maint: navên hejmarî: lîsteya nivîskaran (girêdan)
- Van Dover, C. L. (2000). Ekolojiya Kulekên Hîdrotermal ên Deryaya Kûr. Çapxaneya Zanîngeha Princeton. ISBN 978-0-691-04929-8.Beatty, J. T., Overmann, J., Lince, M. T., Manske, A. K., Lang, A. S., Blankenship, R. E., Van Dover, C. L., Martinson, T. A., & Plumley, F. G. (2005, 20ê Hezîranê). "Bakteriyek anaerob a bi mecbûrî fotosentetîk ji kulekeke hîdrotermal a deryaya kûr." Pêşveçûnên Akademiya Neteweyî ya Zanistan, 102(26), 9306–9310. Bibcode:2005PNAS..102.9306B. doi:10.1073/pnas.0503674102. PMC 1166624. PMID 15967984.Csotonyi, J. T., Stackebrandt, E., & Yurkov, V. (2006, 4ê Tîrmehê). "Bêhnvedana Anaerobî li ser Telûrat û Metaloidên Din di Bakteriyan de ji Zeviyên Kulekên Hîdrotermal ên li Okyanûsa Pasîfîk a Rojhilat." Mîkrobiyolojiya Sepandî û Jîngehê, 72(7), 4950–4956. Bibcode:2006ApEnM..72.4950C. doi:10.1128/AEM.00223-06. PMC 1489322. PMID 16820492.Koschinsky, A., Garbe-Schönberg, D., Sander, S., Schmidt, K., Gennerich, H.-H., & Strauss, H. (2008). "Derxistina hîdrotermal di şert û mercên pesto-germahiyê de li ser xala krîtîk a ava deryayê, 5°S li Rêzeçiyaya Nav-Atlantîk." Jeolojî, 36(8), 615. Bibcode:2008Geo....36..615K. doi:10.1130/G24726A.1.Brahic, C. (2008, 4ê Tebaxê). "Hat dîtin: Ava herî germ a li Dinyayê." Zanyarê Nû. Di 18ê Hezîranê, 2010an de hate girtin.
- Vîdyo ji hêla EV Nautilus ve
- Video by EV Nautilus
- Vîdyo ji hêla Schmidt Ocean ve