พื้นท้องมหาสมุทรเผยความลึกลับ
เพื่อจะเข้าใจสิ่งที่นักวิจัยในยานแอลวิน เห็น เราต้องเข้าใจโครงสร้างของโลกสักเล็กน้อย. เชื่อกันว่าพื้นดินใต้ฝ่าเท้าของเราเป็นเปลือกแข็ง (เรียกว่าธรณีภาค) ซึ่งวางตัวอยู่บนหินหนืดที่เคลื่อนตัวไปมาอย่างช้า ๆ. ดูเหมือนว่าเปลือกแข็งชั้นนอกมีความหนาโดยเฉลี่ยประมาณ 100 กิโลเมตรและรวมกันแล้วมีแค่ประมาณ 0.6 เปอร์เซ็นต์ของปริมาตรโลก. เปลือกโลกซึ่งเป็นส่วนที่อยู่นอกสุดของเปลือกแข็งนั้นหนาไม่เท่ากัน ใต้พื้นทวีปหนากว่า และใต้ระบบสันเขากลางมหาสมุทรหนาเพียง 6 กิโลเมตร.
อีกประการหนึ่ง เปลือกแข็งชั้นนอกนี้ไม่ได้เป็นแผ่นเดียวกันเหมือนเปลือกไข่ที่ยังไม่แตก. แต่ปรากฏว่าเปลือกโลกแตกออกเป็นแผ่นแข็งขนาดใหญ่หลายแผ่นและมีแผ่นที่เล็กกว่าอีกหลายแผ่น ซึ่งทั้งหมดถูกเรียกว่า แผ่นเทกโทนิก. ทวีปต่าง ๆ และพื้นท้องมหาสมุทรอยู่บนแผ่นเปลือกโลกเหล่านี้. แผ่นเปลือกโลกไม่ได้เคลื่อนที่ไปด้วยกัน. ในที่ซึ่งมีการเคลื่อนตัวออกจากกัน เปลือกโลกจะบางลงและกลายเป็นหุบเขาทรุดในสันเขาใต้น้ำกลางสมุทร. ทั่วโลก แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวด้วยอัตราความเร็วเฉลี่ยปีละประมาณสามเซนติเมตร.
ทฤษฎีเพลตเทกโทนิกกล่าวไว้ว่า ขณะที่แผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวออกจากกันตามแนวสันเขาใต้น้ำ หินหลอมเหลวจากเปลือกโลกชั้นในจะเอ่อขึ้นมา. วัตถุธาตุที่เหลวร้อนนี้จะแข็งตัวกลายเป็นเปลือกใหม่ของพื้นมหาสมุทรตามแนวรอยแยก แต่นี่ไม่ได้ทำให้แผ่นเปลือกโลกประสานรวมกันเป็นแผ่นเดียว. แทนที่จะเป็นอย่างนั้น มันยังเคลื่อนตัวออกจากกันเรื่อย ๆ ซึ่งทำให้ระบบรอยแยกกลายเป็นแผลขนาดใหญ่ที่ไม่มีวันรักษาหาย.
ขณะที่แผ่นเปลือกโลกมีชั้นใหม่เพิ่มขึ้นตามแนวสันเขาใต้น้ำกลางสมุทร ปลายอีกด้านหนึ่งก็ค่อย ๆ มุดใต้แผ่นเปลือกโลกที่อยู่ข้าง ๆ ลงไปสู่เปลือกโลกชั้นในอันร้อนระอุซึ่งอยู่ข้างล่างนั้น. ตอนนั้นมันจะหลอมละลายรวมไปกับเปลือกโลกชั้นใน. บริเวณที่แผ่นเปลือกโลกมุดลงไปข้างใต้ถูกเรียกว่า เขตมุดตัว. ร่องลึกบาดาลที่ลึกที่สุดในโลกบางแห่งอยู่ตามแนวเขตมุดตัวนี้. ตัวอย่างเช่น ร่องลึกมาเรียนานอกชายฝั่งเกาะกวมในมหาสมุทรแปซิฟิกมีความลึกกว่า 11,000 เมตร. ถ้าเอาภูเขาเอเวอเรสต์ ซึ่งเป็นภูเขาที่สูงที่สุดบนพื้นโลก หย่อนลงไปในร่องลึกนี้ ยอดของมันจะยังคงอยู่ต่ำกว่าระดับน้ำทะเลถึง 2,000 เมตร!
โอเอซิสแห่งสารพิษ!
เนื่องจากสภาพที่มีการเคลื่อนตัวอยู่เสมอรวมทั้งปรากฏการณ์ภูเขาไฟ ระบบสันเขาใต้น้ำกลางสมุทรที่ทอดยาวไปรอบโลกนี้จึงเต็มไปด้วยธารลาวาและปล่องน้ำร้อนใต้ทะเล. ปล่องเหล่านี้พ่นน้ำที่มีแร่ธาตุละลายอยู่ซึ่งร้อนจัดและเป็นพิษขึ้นมาจากใต้พื้นโลก. กระนั้น น่าทึ่งที่สภาพแวดล้อมที่ทารุณเช่นนี้ ซึ่งยังมีความดันสูงกว่าน้ำที่ระดับพื้นผิวหลายร้อยเท่าอีกด้วย ไม่ได้ขับไล่สิ่งมีชีวิตออกไปแต่กลับดึงดูดให้เข้ามา—อย่างมากมาย! ในบรรดาสิ่งมีชีวิตหลายร้อยชนิดที่อาศัยอยู่ที่นั่นมีแบคทีเรียและหอยสองกาบยักษ์—ซึ่งบางทียาวถึงหนึ่งฟุต—เป็นต้น และที่แปลกประหลาดกว่าชนิดอื่น ๆ ก็คือหนอนทะเลหลอดซึ่งมีส่วนหน้าสีแดงเข้ม เกาะกลุ่มกันแน่นอยู่กับพื้นทะเลและสูงถึง 1.8 เมตร.
เมื่อถูกนำขึ้นมาข้างบน สิ่งมีชีวิตบริเวณปล่องมีกลิ่นเหม็นเหมือนไข่เน่า! กลิ่นเหม็นนี้ไม่ได้เกิดจากการเน่าเปื่อย แต่เกิดจากก๊าซไฮโดรเจนซัลไฟด์—สารที่มีกลิ่นเหม็นและเป็นพิษร้ายแรงซึ่งมีอยู่มากมายในปล่องน้ำร้อนใต้ทะเล. นอกจากนั้น น้ำจากปล่องยังมีสภาพเป็นกรดสูงและมีโลหะหลายชนิดเจือปนอยู่รวมทั้งทองแดง, แมกนีเซียม, เหล็ก, และสังกะสี. แต่แทนที่จะอยู่รอดอย่างลำบากในสภาพแวดล้อมแบบนี้—ซึ่งถูกเปรียบกับที่ทิ้งขยะสารพิษ—หนอนทะเลหลอดและสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ กลับเจริญเติบโตอย่างดี! โดยวิธีใด? เพื่อจะเข้าใจ ขอให้เราพิจารณาหนอนทะเลหลอดให้ใกล้ชิดยิ่งขึ้น.
สิ่งมีชีวิตอันลึกลับ
เมื่อนักชีววิทยาตรวจดูหนอนทะเลหลอด พวกเขาพบว่าสัตว์ชนิดนี้เป็นสิ่งมีชีวิตอันลึกลับ. มันไม่มีปากและไม่มีระบบย่อยอาหาร. เกิดคำถามขึ้นว่า มันกินและดูดซึมอาหารอย่างไร? จากนั้นก็มีการค้นพบที่น่าตกตะลึง: หนอนชนิดนี้มีเลือดแดง—ไม่ใช่ของเหลวที่มีลักษณะคล้ายเลือด แต่เป็นเลือดจริง ๆ ที่เต็มไปด้วยเฮโมโกลบิน—ไหลเวียนทั่วตัวและส่วนหน้าซึ่งเป็นเหมือนขนนก.
เรื่องราวยิ่งลึกลับขึ้นอีกเมื่อนักชีววิทยาผ่าถุงนิ่ม ๆ ของตัวหนอนทะเลหลอดออกดู. เนื้อเยื่อของมันมีกลุ่มแบคทีเรียประมาณ 285 พันล้านตัวต่อเนื้อเยื่อหนักหนึ่งกรัม! ในปี 1980 นักศึกษาวิชาชีววิทยาคนหนึ่งตั้งทฤษฎีว่าหนอนทะเลหลอดมีชีวิตอยู่โดยอาศัยวิธีซิมไบโอซิส—คือการที่สิ่งมีชีวิตสองชนิดอยู่ร่วมกันโดยทั้งสองฝ่ายต่างก็ได้รับประโยชน์. การวิจัยยืนยันสมมุติฐานของนักศึกษาคนนั้นโดยแสดงว่าหนอนทะเลหลอดเป็นเจ้าบ้านซึ่งให้อาหารแก่แบคทีเรีย และแบคทีเรียก็ให้อาหารแก่หนอน.
คล้ายกับเหงือกปลา ส่วนหน้าซึ่งเป็นช่อของหนอนทะเลนี้มีหน้าที่รวบรวมวัตถุดิบ เช่น ออกซิเจนและคาร์บอน ซึ่งแบคทีเรียต้องการใช้ในการผลิตอาหาร. ส่วนหน้าของมันไม่ได้โบกเข้าไปตรง ๆ ในน้ำร้อนจัดที่ออกมาจากปล่อง—นั่นคงเป็นการฆ่าตัวตาย—แต่อยู่ในบริเวณใกล้เคียงซึ่งเป็นเขตที่น้ำทะเลเย็นจัดใกล้จุดเยือกแข็งผสมกับน้ำจากปล่อง. แน่นอน กระบวนการผลิตอาหารนี้ต้องการพลังงาน. บนพื้นผิวโลก—และบริเวณมหาสมุทรส่วนบน—แสงอาทิตย์ให้พลังงานแก่การผลิตอาหารโดยทำให้พืชเจริญเติบโต. แต่แสงอาทิตย์ส่องมาไม่ถึงหุบเหวซึ่งเป็นที่อยู่ของหนอนทะเลหลอดเหล่านี้เลย.
พลังงานจากใต้พื้นโลก
ด้วยพระสติปัญญาอันสูงส่ง พระผู้สร้างทรงจัดให้ใต้พื้นโลกปล่อยพลังงานที่จำเป็นออกมาทางปล่องน้ำร้อนใต้ทะเลรวมทั้งไฮโดรเจนซัลไฟด์ สารประกอบที่เหม็นและเป็นอันตรายตัวนั้น. ไฮโดรเจนซัลไฟด์ ซึ่งเป็นเหมือน “แสงอาทิตย์” สำหรับกลุ่มสิ่งมีชีวิตบริเวณปล่อง ให้พลังงานที่แบคทีเรียจำเป็นต้องใช้ในการผลิตอาหารของมัน. ขณะเดียวกัน แบคทีเรียก็เป็นเหมือน “พืช” ของกลุ่มสิ่งมีชีวิตบริเวณปล่องน้ำร้อน เพราะมันเป็นโซ่ห่วงแรกของห่วงโซ่อาหาร.a
เพื่อจะรวบรวมสารเคมีทุกชนิดที่แบคทีเรียต้องใช้ เลือดของหนอนทะเลหลอดจึงประกอบด้วยโมเลกุลเฮโมโกลบินที่ใหญ่กว่าโมเลกุลเฮโมโกลบินของมนุษย์ถึง 30 เท่า. เลือดจะนำสารเคมีเหล่านี้ไปให้แบคทีเรียที่หิวโหย และแบคทีเรียก็จะผลิตอาหารให้หนอนทะเลหลอด.
ชีวิตบริเวณปล่อง—แหล่งชุมนุมสิ่งมีชีวิต!
ที่จริง สิ่งมีชีวิตที่อยู่บริเวณปล่องไม่ขาดแคลนอาหาร เพราะแบคทีเรียปกคลุมอยู่แทบทุกสิ่ง—บางครั้งหนาหลายเซนติเมตรทีเดียว! แม้กระทั่งในน้ำร้อนที่ปั่นป่วนเหนือปล่อง บางครั้งแบคทีเรียรวมกลุ่มกันราวกับพายุหิมะ โดยแท้แล้วเป็นเหมือนซุปที่มีชีวิต. เช่นเดียวกับหนอนทะเลหลอด สัตว์บางชนิดมีความสัมพันธ์แบบซิมไบโอซิส (การอยู่ร่วมกัน) กับแบคทีเรีย ขณะที่สัตว์ชนิดอื่นกินจุลินทรีย์นี้โดยตรง. ที่จริง กลุ่มสิ่งมีชีวิตบริเวณปล่องน้ำร้อนขยายพันธุ์และมีชีวิตชีวามากถึงขนาดที่ถูกนำไปเปรียบกับป่าชายเลน, ป่าดิบชื้น, และปะการังน้ำตื้น.
ที่จริง มีการค้นพบสิ่งมีชีวิตชนิดใหม่ประมาณ 300 ชนิดแล้วในบริเวณใกล้ปล่อง. นี่รวมถึงหอยสองกาบยักษ์สีขาวและหอยจำพวกหอยแมลงภู่ (สีเป็นสิ่งที่ไม่จำเป็นในโลกแห่งความมืดชั่วนิรันดร์), ปลาหมึกยักษ์, และปูสีขาวที่ตะกละตะกลามซึ่งกินส่วนหน้าอันละเอียดอ่อนของหนอนทะเลหลอด. เพื่อป้องกันตัว หนอนนี้มีกิริยาสนองฉับพลันซึ่งหดส่วนหน้าของมันเข้าไปในหลอดที่ปลอดภัยทันที.
สัตว์ชนิดอื่นในบริเวณปล่องนั้นรวมทั้งแมงมุมทะเล, หอยทากทะเล, กุ้งเต้นระบำ, หอยลิมเพต, สัตว์ประเภทกุ้งตัวเล็ก ๆ, ปลาคล้ายปลาไหลซึ่งเลื้อยไปทั่วพื้นผิวที่เต็มไปด้วยแบคทีเรียและกำมะถัน, หนอนทะเลหลอดชนิดเล็ก, และหนอนชนิดอื่น ๆ. สัตว์ชนิดหลังนี้รวมไปถึงหนอนสปาเกตตีและหนอนปอมเปอี. สมกับชื่อของมัน หนอนสปาเกตตีดูคล้ายกับเส้นสปาเกตตีกำมือหนึ่งวางอยู่บนหิน. สิ่งที่ทำให้หนอนปอมเปอีไม่เหมือนสัตว์ชนิดอื่นคือมันสามารถทนความร้อนได้ถึง 80 องศาเซลเซียส! แน่นอน แบคทีเรียบริเวณปล่องซึ่งห่อหุ้มตัวหนอนปอมเปอีอยู่ก็สามารถทนความร้อนสูงได้เช่นกัน.b
แสงประหลาด!
ในปี 1985 นักวิทยาศาสตร์ต่างประหลาดใจเมื่อเขาพบกุ้งซึ่งอาศัยอยู่ใกล้ ๆ ปล่องมีอวัยวะคล้ายดวงตาสองดวงซึ่งมีสารเคมีที่ไวต่อแสงแต่ไม่มีเลนส์. แน่นอน คำถามแรกที่ผุดขึ้นในใจคือ สัตว์พวกนี้จะเห็นอะไรได้ในโลกที่มืดสนิท? เพื่อจะพบคำตอบ นักวิจัยใช้กล้องดิจิทัลที่มีความไวแสงมาก แบบที่ใช้ถ่ายภาพดาวฤกษ์ที่มีแสงริบหรี่. พวกเขาหันหน้ากล้องไปที่ปล่อง ปิดไฟอื่น ๆ ทั้งหมด แล้วก็ถ่ายภาพ.
ผลที่ได้น่าพิศวง. นักวิทยาศาสตร์ชื่อซินดี ลี แวน โดเวอร์กล่าวว่า ภาพนั้นเผยให้เห็น “แสงที่เรืองขึ้นชัดเจนอย่างน่าทึ่งซึ่งมีขอบที่คมชัด” ในที่ซึ่งลำน้ำร้อนพุ่งออกมาจากปล่อง. กุ้งพวกนั้นใช้ประโยชน์จากแสงประหลาดที่ตามนุษย์มองไม่เห็นนี้ไหม? ไม่ว่าจะอย่างไร แวน โดเวอร์กล่าวว่า การค้นพบว่าปล่องน้ำร้อนใต้ทะเลเรืองแสง “เปิดประตูสู่การวิจัยแขนงใหม่อย่างสิ้นเชิง.”
ใหญ่ที่สุดกับเล็กที่สุด
ไม่นานมานี้ มีการค้นพบว่าพื้นท้องทะเลที่เต็มไปด้วยก๊าซมีเทนเป็นที่อยู่ของแบคทีเรียที่ใหญ่ที่สุดเท่าที่วงการวิทยาศาสตร์เคยรู้จัก. มีการค้นพบแบคทีเรียชนิดนี้ในปี 1997 และยักษ์ใหญ่เหล่านี้ซึ่งมีรูปร่างเหมือนสร้อยลูกปัด มีขนาดใหญ่กว่าแบคทีเรียทั่วไป 100 ถึง 200 เท่า. พวกมันเป็นจอมเขมือบด้วย คือย่อยสลายสารซัลไฟด์ที่เป็นพิษในชั้นตะกอนจนแทบไม่เหลือ โดยวิธีนี้จึงทำให้บริเวณนั้นปลอดภัยสำหรับสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ในทะเล.
สิ่งที่อาจเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดในโลกก็ถูกค้นพบเมื่อไม่นานมานี้เช่นกันในบริเวณใต้ทะเล ถึงแม้ว่าในกรณีนี้มันจะอยู่ลึกห้ากิโลเมตรใต้พื้นท้องทะเล! รายงานในหนังสือพิมพ์เดอะ นิวยอร์ก ไทมส์ พรรณนาการค้นพบนี้ซึ่งมีขึ้นนอกชายฝั่งรัฐเวสเทิร์นออสเตรเลียว่า “แปลกประหลาดมากจนกระตุ้นให้เกิดการถกเถียงกันอย่างรุนแรงในระดับนานาชาติ.” ประเด็นสำคัญคือเจ้าสิ่งนี้—ซึ่งถูกเรียกว่า นาโนบ เพราะขนาดของมันถูกวัดเป็นนาโนเมตร หรือหนึ่งในพันล้านของเมตร—เป็นสิ่งมีชีวิตหรือไม่. มันคล้ายกับเชื้อรา และมีขนาดพอ ๆ กับไวรัส มีดีเอนเอ และดูเหมือนจะแพร่พันธุ์อย่างรวดเร็ว จนก่อตัวเป็นกลุ่มหนาแน่น.
มีการค้นพบสิ่งมีชีวิตมากมายในตอนนี้ถึงขนาดที่นักวิทยาศาสตร์หลายคนเชื่อว่า มวลของจุลินทรีย์ที่อยู่ภายในเปลือกโลกชั้นบนทั้งหมดรวมกันอาจมีมากกว่ามวลของสิ่งมีชีวิตทั้งสิ้นบนพื้นผิวโลก! การค้นพบเหล่านี้กำลังกระตุ้นให้เกิดการปฏิวัติแนวความคิดทางวิทยาศาสตร์. นักวิทยาศาสตร์คนหนึ่งกล่าวว่า “ในช่วงไม่กี่ปีมานี้ ความเชื่อต่าง ๆ ทางจุลชีววิทยาไม่เป็นที่ยอมรับอีกต่อไป. สาขาวิชานี้ได้ทำให้ตัวเองถูกค้นพบอีกครั้ง. โดยแท้แล้วมันเป็นวิทยาศาสตร์แขนงใหม่.”
ยิ่งกว่านั้น การค้นพบสิ่งที่อยู่ใต้ทะเลลึกเหล่านี้สอนเราถึงบางสิ่งที่เหนือกว่าวิทยาศาสตร์. คัมภีร์ไบเบิลจับจุดสำคัญเรื่องนี้โดยกล่าวว่า “เพราะคุณลักษณะต่าง ๆ ของ [พระเจ้า] อันไม่ประจักษ์แก่ตาก็เห็นได้ชัด ตั้งแต่การสร้างโลกเป็นต้นมา เพราะว่าคุณลักษณะเหล่านั้นเป็นที่เข้าใจได้โดยสิ่งทั้งปวงที่ถูกสร้างขึ้น.” (โรม 1:20, ล.ม.) ตัวอย่างเช่น พระเจ้าทรงเป็นห่วงเรื่องความสะอาดเป็นอย่างยิ่ง. เรื่องนี้เห็นได้จากการที่แบคทีเรียและสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ ในทะเลช่วยขจัดสารพิษที่อาจเป็นอันตรายหลายอย่างซึ่งขึ้นมาจากใต้พื้นโลกและจากสิ่งที่กำลังเน่าเสียซึ่งจมลงจากมหาสมุทรด้านบน. เห็นได้ชัดว่า พระเจ้าทรงห่วงใยเกี่ยวกับสุขอนามัยของดาวเคราะห์ดวงนี้และของสิ่งมีชีวิตทั้งสิ้น. ดังที่เราจะเห็นในบทความถัดไป บุคลิกภาพนี้ของพระผู้สร้างเป็นการรับรองว่าจะมีอนาคตที่รุ่งโรจน์สำหรับสิ่งมีชีวิตทั้งสิ้นบนพื้นผิวโลก.
[เชิงอรรถ]
a กระบวนการทางเคมีที่แบคทีเรียบริเวณปล่องใช้นั้นถูกเรียกว่า การสังเคราะห์ทางเคมี. คำนี้ต่างจากการสังเคราะห์แสง ซึ่งเป็นกระบวนการที่ได้รับพลังงานจากแสงซึ่งพืชบนบกและไฟโตแพลงก์ตอนใช้. สิ่งมีชีวิตประเภทหลังนี้ประกอบด้วยพืชหรือจุลินทรีย์ที่มีลักษณะคล้ายพืชซึ่งพบในมหาสมุทรส่วนบนที่ได้รับแสงอาทิตย์.
b ในทศวรรษ 1960 นักวิทยาศาสตร์เริ่มศึกษาเกี่ยวกับแบคทีเรียที่ชอบความร้อนซึ่งพบในน้ำพุร้อนที่อุทยานแห่งชาติเยลโลสโตนในสหรัฐ. หนังสือเดอะ ดีป ฮอต ไบโอสเฟียร์ กล่าวว่าเนื่องจาก “ระบบนิเวศน์ที่อยู่สุดเขตแดน” ที่น่าทึ่งเหล่านี้ “นักวิทยาศาสตร์จึงได้มาเข้าใจเป็นครั้งแรกถึงความสามารถที่ไม่ธรรมดาของรูปแบบชีวิตที่ดูเหมือนเรียบง่ายที่สุดในโลก.”
[กรอบ/ภาพหน้า 7]
ปล่องน้ำร้อนใต้ทะเลคืออะไร?
ตามแนวสันเขาใต้น้ำกลางสมุทรซึ่งเต็มไปด้วยภูเขาไฟ น้ำทะเลจะซึมลงไปตามรอยแตกในเปลือกโลกเข้าสู่บริเวณซึ่งมีความร้อนสูง. น้ำนั้นจะร้อนจัดจนมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเดือด, ทำปฏิกิริยากับหิน, และซึมซับสารเคมีบางอย่าง. น้ำนั้นจะพยายามลอยตัว, ปะทุขึ้นมาสู่พื้นทะเล, และก่อตัวเป็นปล่องน้ำร้อน—ซึ่งก็คือน้ำพุร้อนใต้ทะเล. แหล่งอ้างอิงแหล่งหนึ่งกล่าวว่า น้ำพุร้อนเหล่านี้ “มีพลังและน่าตื่นตาตื่นใจพอ ๆ กับน้ำพุร้อนบนผิวโลกทีเดียว.”
ยิ่งกว่านั้น อุณหภูมิของน้ำพุร้อนใต้ทะเลเหล่านี้อาจสูงถึง 400 องศาเซลเซียส ซึ่งร้อนกว่าตะกั่วหลอมเหลวเสียอีก! แต่เนื่องจากความกดดันจากมหาสมุทรเบื้องบนซึ่งมีความลึกหลายกิโลเมตร ของเหลวที่ร้อนจัดเหล่านี้จึงไม่ได้กลายเป็นไอ. น่าทึ่ง ไม่กี่มิลลิเมตรจากลำน้ำร้อนที่พวยพุ่ง อุณหภูมิน้ำทะเลที่อยู่รอบ ๆ นั้นตามปกติจะสูงกว่าจุดเยือกแข็งไม่กี่องศา. แร่ธาตุที่ถูกพ่นออกมาจากน้ำพุจะเย็นตัวอย่างรวดเร็วและตกลงบนพื้นทะเลทับถมกันจนสูงขึ้นกลายเป็นเสาและปล่อง. ปล่องต่าง ๆ อาจสูงถึง 9 เมตร. ที่จริง มีการพบปล่องน้ำร้อนแห่งหนึ่งซึ่งสูง 45 เมตรและกว้างเกือบ 10 เมตร และมันยังคงสูงขึ้นเรื่อย ๆ!
ปล่องน้ำร้อนอาจเปิดและปิดเป็นระยะ ๆ ซึ่งทำให้สิ่งมีชีวิตรอบ ๆ ปล่องอยู่ในสภาพที่ล่อแหลม. อย่างไรก็ตาม สิ่งมีชีวิตบางชนิดอาจรอดได้โดยอพยพไปยังปล่องอื่น.
[ที่มาของภาพ]
P. Rona/OAR/National Undersea Research Program
[กรอบ/ภาพหน้า 10]
น้ำแข็งไวไฟ!
ตั้งแต่ทศวรรษ 1970 นักวิทยาศาสตร์ซึ่งทำงานอยู่นอกชายฝั่งทวีปอเมริกาเหนือได้ค้นพบตะกอนของสารที่น่าทึ่งชนิดหนึ่งซึ่งเรียกว่า มีเทนไฮเดรต—ส่วนผสมของน้ำแข็งกับก๊าซมีเทนซึ่งมีคุณสมบัติไวไฟ. จุลินทรีย์ที่อยู่ในโคลนเป็นตัวปล่อยก๊าซมีเทนออกมา. จุลินทรีย์เหล่านี้ย่อยตะกอนของสารอินทรีย์ที่จมลงไปจากมหาสมุทรเบื้องบน. จากนั้นมีเทนจะรวมตัวกับน้ำที่เย็นจัดใกล้จุดเยือกแข็งและก่อตัวเป็นผลึกมีเทนไฮเดรต. ผลึกเหล่านี้เป็นเหมือนกรงน้ำแข็งขนาดจิ๋วซึ่งกักมีเทนไว้ข้างใน. เพื่อที่ผลึกนี้จะก่อตัวขึ้นมาได้ น้ำทะเลจะต้องมีอุณหภูมิสูงกว่าจุดเยือกแข็งเพียงเล็กน้อย และพื้นท้องทะเลต้องอยู่ลึกอย่างน้อย 500 เมตรใต้ระดับน้ำทะเล. เมื่อตรงตามเงื่อนไขเหล่านี้ ผลึกของมีเทนไฮเดรตจะเกิดขึ้น และก่อตัวเป็นสารลักษณะคล้ายหิมะที่ผุดเป็นฟองและปล่อยแก๊สออกมา. เมื่อมีการนำผลึกเหล่านี้จำนวนหนึ่งขึ้นมาข้างบนและจุดไฟ มันจะติดไฟและมีเปลวสีแดง. หลังจากนั้น สิ่งที่เหลืออยู่ก็มีแค่น้ำไม่กี่หยด.
มีเทนไฮเดรตเป็นแหล่งพลังงานที่มีล้นเหลือ. นักวิทยาศาสตร์กะประมาณว่า ตะกอนทั้งหมดของมันมีประมาณสองเท่าของเชื้อเพลิงฟอสซิลสำรองอื่น ๆ ทั้งหมดรวมกัน! (เชื้อเพลิงฟอสซิลรวมไปถึงถ่านหิน, น้ำมัน, และก๊าซธรรมชาติ—ซึ่งก๊าซมีเทนก็เป็นส่วนประกอบสำคัญ.) แต่จนถึงปัจจุบัน ทรัพยากรมหาศาลนี้ยังอยู่ไกลเกินเอื้อมเนื่องจากมีเทนไฮเดรตจะสลายตัวอย่างรวดเร็วถ้าถูกเคลื่อนย้ายจากสภาพแวดล้อมที่มันก่อตัวขึ้น.
ตะกอนของมีเทนไฮเดรตมีโพรงและปล่องใต้น้ำด้วย แต่น้ำที่ถูกพ่นออกมาจากปล่องเหล่านี้เป็นน้ำเย็น ไม่เหมือนน้ำพุร้อนของระบบสันเขาใต้น้ำกลางสมุทร. อย่างไรก็ตาม เนื่องจากปล่องเหล่านี้พ่นมีเทน, ไฮโดรเจนซัลไฟด์, และแอมโมเนียที่เป็นพิษพุ่งขึ้นเป็นลำ มันจึงค้ำจุนกลุ่มสิ่งมีชีวิตที่เจริญเติบโตได้ดีซึ่งประกอบด้วยหนอนทะเลหลอด, หอยสองกาบ, แบคทีเรียที่กินสารเคมี, และสิ่งมีชีวิตชนิดอื่น ๆ อีกหลากหลายชนิด. เมื่อแบคทีเรียย่อยก๊าซมีเทน ของเสียซึ่งเป็นสารเคมีที่ได้จะทำให้เกิดการก่อตัวของหินปูน—สารที่ไม่เป็นอันตรายประเภทเดียวกับหินปะการัง.c
[เชิงอรรถ]
c เมื่อแบคทีเรียเติมออกซิเจน (ออกซีไดซ์) ให้กับมีเทน พวกมันก่อให้เกิดสารประกอบซึ่งเรียกว่า ไบคาร์บอเนต. สารประกอบนี้รวมตัวกับแคลเซียมไอออนในน้ำทะเลกลายเป็นแคลเซียมไบคาร์บอเนต ซึ่งเป็นที่รู้จักกันทั่วไปว่าหินปูน. หินปูนจะพบได้ในบริเวณรอบปล่องน้ำเย็นเช่นเดียวกับภายในปล่อง.
[แผนภูมิ/ภาพหน้า 4, 5]
(รายละเอียดดูจากวารสาร)
เปลือกโลก
เปลือกโลกชั้นใน (หลอมเหลวบางส่วน)
ร่องลึกบาดาล
เขตมุดตัว
แผ่นเทกโทนิก
หุบเขาทรุดใต้น้ำ
เมื่อแผ่นเปลือกโลกเคลื่อนตัวออกจากกัน ก็เกิดหุบเขาทรุด
[รูปภาพ]
ระบบสันเขาใต้น้ำกลางสมุทรทอดยาวไปรอบโลกเหมือนรอยต่อบนลูกเทนนิส
[ที่มาของภาพ]
NOAA/Department of Commerce
[แผนที่หน้า 7]
(รายละเอียดดูจากวารสาร)
หุบเขาทรุดและร่องลึกหลัก ๆ ในมหาสมุทร
1. ร่องลึกมาเรียนา
2. เนินลาดเรียบแปซิฟิกตะวันออก
3. หุบเขาทรุดกาลาปากอส
4. สันเขาใต้น้ำกลางมหาสมุทรแอตแลนติก
[ที่มาของภาพ]
NOAA/Department of Commerce
[ภาพหน้า 8]
หอยจำพวกหอยแมลงภู่
หอยนี้อยู่ลึกหนึ่งกิโลเมตรในกรีนแคนยอน อ่าวเม็กซิโก
[ที่มาของภาพ]
J. Brooks/OAR/National Undersea Research Program
[ภาพหน้า 8, 9]
หนอนทะเลหลอด
ส่วนหน้าซึ่งเป็นช่ออันละเอียดอ่อนของมันมีเลือดซึ่งเต็มไปด้วยเฮโมโกลบิน
[ที่มาของภาพ]
OAR/National Undersea Research Program
[ภาพหน้า 9]
ปู
สัตว์ชนิดนี้ชอบกินหนอนทะเลหลอด
[ที่มาของภาพ]
I. MacDonald/OAR/National Undersea Research Program
[ภาพหน้า 9]
หอยสองกาบยักษ์
บางทีมีความยาวถึงหนึ่งฟุต มีการพบหอยเหล่านี้ที่ความลึก 3 กิโลเมตร
[ที่มาของภาพ]
A. Malahoff/OAR/National Undersea Research Program
[ภาพหน้า 9]
มีการนำหอยสองกาบบางตัวขึ้นมาข้างบน
[ที่มาของภาพ]
Photograph by William R. Normark, USGS
[ภาพหน้า 9]
กุ้ง
บางชนิดมีอวัยวะคล้ายดวงตาสองดวง. แต่มันจะมองเห็นอะไรได้ในความมืดสนิท?
[ที่มาของภาพ]
EMORY KRISTOF/NGS Image Collection
[ภาพหน้า 11]
นาโนบ
มันเป็นสิ่งมีชีวิตที่เล็กที่สุดในโลกหรือ?
[ที่มาของภาพ]
Dr. Philippa J. R. Uwins/University of Queensland