Nie je ťažké nájsť prírodné zázraky v národnom parku Yellowstone, ale najväčší horúci prameň parku by mohol byť najpozoruhodnejší, a to nielen pre jeho veľkosť: dabovaný Grand Prismatic Spring, horúci prameň vyžaruje extrémne horúcu vodu - a ohromujúcu prizmatickú farbu - od jeho stredu.
Veľká prizmatická jar z vysokého hľadiska. Yellowstonský národný park, Wyoming, Spojené štáty americké. (© Don Johnston / Všetky fotografie z Kanady / Corbis) Neupravujte nastavenia farieb - Grand Prismatic Spring je skutočne dúhový, sledujúci spektrum bieleho svetla cez hranol (červená až modrá). Prameň bol prvýkrát oficiálne opísaný a pomenovaný Haydenskou expedíciou v roku 1871, ktorá bola prvým federálne financovaným prieskumom toho, čo sa stalo Yellowstonom. Vedúci expedície Ferdinand Hayden napísal:
Ľudské umenie si nikdy nedokázalo predstaviť nič zvláštne a jemnú farbu týchto pozoruhodných hranolových prameňov. Život sa stal privilégiom a požehnaním, keď človek videl a dôkladne pocítil tieto neporovnateľné typy prefíkanosti.
Čo však spôsobuje nádherné sfarbenie horúcej pramene? Je to všetko vďaka teplom milujúcim baktériám, ktoré volajú jar doma.
Rôzna farba znamená iný život na jar. (© klaus Lang / Všetky fotografie z Kanady / Corbis) Horúce pramene sa tvoria, keď sa cez praskliny na zemskom povrchu objaví zahriata voda. Na rozdiel od gejzírov, ktoré majú blízko povrchu prekážky (a teda ich erupcie), voda z horúcich prameňov prúdi bez prekážok a vytvára nepretržitý cyklus horúcej vody stúpajúcej, ochladzujúcej a klesajúcej. Počas Veľkého prizmatického prameňa vytvára tento konštantný cyklus okolo stredu výrazné teploty: veľmi, veľmi horúca voda bubliny hore od stredu a postupne sa ochladzuje, keď sa šíri cez masívny povrch pružiny (napr. 370 stôp).
Voda v strede prameňa, ktorá sa vyvíja do hĺbky 121 stôp od podzemných komôr, môže dosiahnuť teploty okolo 189 stupňov Fahrenheita, čo spôsobuje, že je príliš horúco na to, aby udržali väčšinu života (niektorý život existuje, ale obmedzuje sa na organizmy, ktoré sa živia anorganických chemikálií, napr. Pretože v strede bazéna je veľmi málo života, voda vyzerá veľmi čisto a má krásnu, tmavomodrú farbu (vďaka rozptylu modrých vlnových dĺžok - z toho istého dôvodu sa voľným okom javia modré aj oceány). Ale ako sa voda šíri a ochladzuje, vytvára sústredné kruhy s rôznymi teplotami - ako stohovacia matryoshka, ak každá bábika znamená inú teplotu. A tieto odlišné teplotné krúžky sú kľúčové, pretože každý kruh vytvára veľmi odlišné prostredie obývané rôznymi druhmi baktérií. A to sú rôzne druhy baktérií, ktoré dávajú jaru jeho prizmatické farby.
V rámci týchto kruhov žijú rôzne organizmy vrátane cyanobaktérií, typu baktérií, ktoré získavajú svoju energiu fotosyntézou. Pozrime sa na prvú skupinu mimo stredu - vidíš tú žltú farbu? Je to vďaka konkrétnemu typu cyanobaktérií Synechococcus, ktorý žije v tomto konkrétnom teplotnom pásme pod extrémnymi stresormi. Teplota tejto vody je sotva dosť chladná na to, aby bola obývateľná, ale pri teplote 165 ° F radšej teploty blížiace sa 149 ° F. Ale množstvo svetla tiež spôsobuje stres v biotopu Synechococcus .
Grand Prismatic Spring získava svoje dúhové farby od rôznych organizmov, ktoré v ňom žijú. (© Frank Lukasseck / Corbis) Oblasť okolo Veľkého prizmatického prameňa je prakticky bez stromov alebo akéhokoľvek tieňa. To nie je len problém pre turistov, je to tiež výzva pre Synechococcus . Nedochádza k úniku zo slnka a pri vysokej nadmorskej výške Yellowstonu sa ultrafialové svetlo zo slnečných lúčov stáva extrémne, extrémne tvrdým.
Ale aj keď žijú v príliš exponovanej a príliš horúcej vode, Synechococcusovi sa podarí prežiť rovnováhou fotosyntetických pigmentov - chemických zlúčenín, ktoré odrážajú iba určité vlnové dĺžky viditeľného svetla, vďaka čomu sú rôzne farby. Primárnym pigmentom pre fotosyntézu je chlorofyl, ktorý vidíme ako zelený. Hladinu chlorofylu však niekedy môže prekonať pomocný pigment známy ako karotenoidy. Karotenoidy sú červené, oranžové alebo žlté; žltá Synechococcus je presne rovnaký pigment, beta-karotén, ktorý vo vysokých koncentráciách robí oranžovú, ktorú vidíme v mrkve.
Karotenoidy chránia bunky Synechococcus pred extrémnym slnečným žiarením tým, že zachytávajú tvrdé vlnové dĺžky (ako ultrafialové) a prenášajú túto energiu do chlorofylových pigmentov, ktoré potom premieňajú energiu svetla na chemickú energiu. Keďže Synechococcus žijúci v žltom teplotnom pásme žije v drsných podmienkach, produkujú viac karotenoidov, ako keby bývali v optimálnych teplotných podmienkach (ako vo vonkajších krúžkoch), čo mu dáva žltú farbu. Keby ste chceli odobrať malé množstvo Synechococcus z hornej časti tohto teplotného pásma alebo nájsť Synechococcus žijúce tam, kde je menej tvrdého slnečného žiarenia, vyzeralo by Synechococcus skôr ako modro-zelené riasy, na aké sme zvyknutí v jazerách. a rybníky inde. Pretože farba Synechococcus je tak závislá od slnečného svetla, znamená to tiež, že v zime, keď je slnko menej drsné, baktérie produkujú menej karotenoidov, a preto vyzerajú menej žlté a modrozelené.
Pohybujúc sa smerom von zo žltého pruhu sa teplota horúcej pramene začína ochladzovať a ako sa teplota ochladzuje, môže prekvitať pestrejšia množina bakteriálneho života. Synechococcus stále žije v oranžovom pásme (ktorý je okolo 149 stupňov Fahrenheita), ale sú spojené ďalším typom baktérií, známych ako baktérie chloroflexi. Niektoré baktérie chloroflexi sú tiež fotosyntetické, ale produkujú energiu pomocou rôznych typov chlorofylu a rôznych typov karotenoidov, ktoré sa prejavujú mierne odlišnými farbami. Čistým výsledkom tejto farebnej diverzity je oranžová farba, ktorú vidíte na obrázkoch - nie je to tak, že by sa každá baktéria prejavovala ako oranžová individuálne, ale že kompozitná farba všetkých rôznych baktérií, ktoré sú spolu vidieť, je oranžová. A táto oranžová farba, podobne ako žltá v kruhu vedľa nej, pochádza z karotenoidov, ktoré tieto baktérie produkujú, aby sa chránili pred tvrdým svetlom letného slnka Yellowstone.
Najkrajnejší prsteň je najchladnejší pri teplote okolo 131 ° F a je domovom najrozmanitejšej komunity baktérií. Pretože ešte viac organizmov dokáže žiť v najvzdialenejšom kruhu, zmes rôznych karotenoidov vytvára najtmavšiu farbu všetkých druhov - druh červenej hnedej farby, ktorý vidíte na fotografiách.
V závislosti od ročného obdobia môže farba jari kolísať. (© David Santiago Garcia / Fotografie Aurora / Corbis) Ak si chcete prezrieť Veľkú prizmatickú jar v Yellowstone, zamierte do Strednej kotliny pre gejzírov, asi na pol cesty medzi Madison a Old Faithful regiony. Z parkoviska tam choďte na juh smerom k rieke Firehole. Cesta vás dovedie popri horúcej prameni, ale pre skutočne veľkolepý pohľad na jarné farby získate určitú výšku. Vyskúšajte pešiu turistiku až na strednú ulicu Bluff, ktorá ponúka nádherný výhľad na povodie Midway a horúci prameň nižšie.
