NGV-Geonieuws 122 artikel 709

NGV-Geonieuws: elektronisch geologisch tijdschrift


1 Augustus 2006, jaargang 8 nr. 15 artikel 709

Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon
Geologisch Instituut, Adam Mickiewicz Universiteit, Poznan (Polen)

Dit artikel is onderdeel van NGV-Geonieuws uitgave 122! Op de huidige pagina is alleen artikel 709 te lezen.

<< Vorig artikel: 708 | Volgend artikel: 710 >>

709 Zeewater aangetroffen met superkritieke temperatuur van 407 °C
Auteur: prof. dr. A.J. (Tom) van Loon

Klik hier voor alle artikelen over Oceanografie ! Klik hier voor alle artikelen over Vulkanologie !     Klik hier om dit artikel af te drukken !

Sinds enige jaren is het verschijnsel van de 'zwarte rokers' (black smokers) in de diepzee bekend: het zijn plaatsen waar heet water en gassen vrijkomen uit wat onderzeese heetwaterbronnen genoemd zouden kunnen worden. Deze verschijnselen treden op waar heet magma dicht bij de zeebodem voorkomt, en waar de zeebodem scheuren vertoont waardoor zeewater dat door het magma is verhit, samen met vrijkomende gassen, kan ontsnappen. Dergelijke plaatsen, waar ook extremen vormen van levende organismen worden aangetroffen, komen onder meer relatief vaak voor bij de midoceanische ruggen.


Locatie (linksboven) op de Midatlantische Rug waar het hete water werd aangetroffen


Het onderzoeksschip 'Meteor' van waaraf het onderzoek werd uitgevoerd


Er is nu een zwarte roker aangetroffen waar het water een recordtemperatuur had: 407 °C. De zwarte roker bevindt zich op een dieptevan zo'n 3000 m, op de Midatlantische Rug, op ca. 5° Z.B. Dit gedeelte van de Midatlantische Rug vertoont een sterke vulkanische activiteit, waarbij uitstromend magma zorgt voor aangroei van de oceaanbodem naar weerszijden van de rug. Ter plaatse drijven Afrika en Zuid-Amerika daardoor jaarlijks zo’n 4 cm verder uiteen. De zwarte roker werd aangetroffen toen, vanaf het onderzoekschip Meteor, de onbemande duikboot Quest op onderzoek werd uitgestuurd.


Tot nu toe was de hoogst bekende temperatuur van zeewater (ook van een zwarte roker, maar uit de Stille Oceaan) 402 °C. Bij dergelijk hoge temperaturen lijkt een record van 5° meer niet zo interessant, maar dat is het, in dit geval, zeker wel. Bij 407 °C wordt op 3000 m diepte namelijk een kritieke temperatuur overschreden: het water gaat over in een fase die het midden houdt tussen vloeibaar en gasvormig. Volgens onderzoeksleidster Andrea Koschinsky heeft dit zogeheten superkritieke water een aantal bijzonder chemische en fysische eigenschappen. Bestanddelen zoals metalen uit de omliggende gesteenten worden bijvoorbeeld op een geheel andere wijze opgelost dan 'normaal' het geval is. Als gevolg daarvan ontstaan er buitengewoon hete oplossingen met uitzonderlijke chemische samenstellingen.


De miniduikboot Quest nadert een 'black smoker' (hete bron die het water vrijwel zwart maakt)

Het water bij de 'record-zwarte roker' bevat onder meer methaan, waterstof en zwavelwaterstof. Die stoffen kunnen als energiebron dienen voor bepaalde organismen, die op hun beurt weer als voedsel kunnen dienen voor hogere levensvormen. Inderdaad blijkt de zwarte roker, ondanks zijn extreem hoge temperatuur, dan ook het middelpunt van een gebied dat, net als een oase in een woestijn, vol leven is in een verder vrijwel levenloze omgeving. Het bijzondere daarvan is uiteraard dat hierdoor een ecosysteem bestaat dat, in tegenstelling tot vrijwel alle andere ecosystemen, niet berust op zonlicht als energiebron.


Met een grijparm wordt het 407 °C hete water vanaf de Quest bemonsterd.


Het meten van de watertemperatuur was een prestatie op zichzelf. Dat moest immers gebeuren met instrumenten die bestand waren tegen de extreem hoge temperatuur, maar ook tegen de hoge druk in de diepzee (300 kg per cm2), tegen het agressief zoute zeewater, en tegen de zuren die in het water ter plaatse voorkomen. Omdat het onderzoek als doel had om meer te weten te komen over de samenhang tussen vulkanisme, de stromingspatronen net boven en in de bodem van de diepzee, en het leven bij hete bronnen, was de expeditie daarop overigens goed voorbereid. De geofysicus Hans Hermann Gennerich (ook van de Universiteit van Bremen) had dan ook een meetsonde ontwikkeld die tegen al die extreme omstandigheden bestand is. Dat was zeker geen eenvoudige opgave, want de thermometer moest bijv. zo dun zijn dat hij in een zeer kort meetmoment de juiste temperatuur aangaf. Maar het werkte!

Referenties:
  • Marum & Forschungszentrum Ozeanränder, 2006. 407 °C: Hitzerkord in der Tiefzee. Persbericht Marum, http://www.rcom.marum.de/407C_Hitzerekord-in-der-Tiefsee-2.html.


Copyright © NGV 1999-2017
webmaster@geologischevereniging.nl