Svetlo na dne oceánu

Na dne oceánov vládne čiernočierna tma, tak si to predstavuje väčšina ľudí. Teraz sa však ukazuje, že ani tento tajomný svet nie je celkom temný. Niektorí optimisti dokonca tvrdia, že jeho slabé žiarenie vyprovokovalo pred 3,8 miliardami rokov prvú fotosyntézu.

Do roku 1977 prevládal názor, že oceánske hlbiny sú neprehľadne čierne. Až preskúmanie oceánskych zlomov, kde sa v diaľke mnoho tisíc kilometrov tiahnu podmorské sopky, prinieslo dôkazy, že aj tu existuje teplo (až do 350 stupňov Celzia) a predovšetkým život.

Až nedávno vedci odhalili, že je tu aj svetlo, aj keď veľmi slabé. Odkiaľ sa berie? Možností je niekoľko. Najčastejšie sa hovorí o kryštáloch, ktoré odrážajú svetelné lúče z bubliniek vo vode. Existujú aj iné teórie.

Prvým dôkazom existencie svetla v hlbinách bol slepý živočích – garnát. Roku 1986 študovala oceánografka Cindy Lee Van Doverová garnáta menom Rimicaris exoculata, ktorý nemá oči. Všetci predpokladali, že nevyvinuté očné orgány u tohto živočícha sú dôkazom, že oči na svoj život v tme jednoducho nepotrebuje. Ibaže potom Van Doverová vypozorovala, že garnát má na chrbte dve svetlé reflexné škvrnky, pod ktorými sa ukrývajú akési klapky či viečka. Pri detailnom skúmaní zistila, že klapky sú napojené nervom až k mozgu. Orgán síce nemá vyvinuté šošovky, takže nemôže spracúvať obrazy, ale aj tak je to zvláštny druh očí. Domnienku, že ide o oči, potvrdil o dva roky neskôr Ete Szuts. Extrahoval pigment z daného orgánu a meral, koľko svetla a akých vlnových dĺžok je orgánom absorbovaných. Absorpcia zodpovedala správaniu rhodopsinu, čo je pigment citlivý na svetlo, ktorý sa vyskytuje v očiach človeka. Potvrdilo sa tak, že ak majú tieto živočíchy pigment, určite im na niečo slúži, a ak vidia, najskôr na dne oceánov skutočne é svetlo je.

Meranie špeciálnymi prístrojmi na dne oceánov následne dokázalo, že tu skutočne existuje svetelná aktivita, a to vôbec nie zanedbateľná. Čo je jej zdrojom? Podľa vedcov pochádza žiarenie najpravdepodobnejšie z termálnej radiácie – svetlo je emitované pôsobením extrémnej teploty. Rovnaký jav môžeme pozorovať na obyčajnom elektrickom sporáku. Rozžeravená platnička žiari červeno. Termálna radiácia však nie je jediným zdrojom svetla v oceánoch.

Dôkaz prinieslo meranie geofyzika Alana Chavea, ktorý vytvoril jednoduchý fotometer s názvom Opus. Opus nevie rozlišovať obrazy, ale dokáže určovať intenzitu svetla v rozličných vlnových dĺžkach. Na oboch sledovaných miestach, t. j. v Stredoatlantickom a vo Východopacifickom chrbte prístroj detektoval viac svetla, než by podľa jestvujúcej teploty mal. Väčšinou udával až devätnásťnásobok predpokladanej hodnoty. Na jednom bode v Stredoatlantickom chrbte bolo dokonca namerane silné svetelné žiarenie vzdialené približne desať centimetrov od výronu tepla z podmorskej sopky. Keby bolo svetlo produkované iba termálnou radiáciou, so vzďaľovaním od zdroja tepla by zákonite malo slabnúť.

K podobnému výsledku dospel Opus aj vo Východopacifickom chrbte. Tentoraz detektoval zdroj oranžovožltého svetla s dĺžke okolo 600 nanometrov. Teplota jedného z prúdov však bola 259 stupňov Celzia, čo je príliš málo, aby bolo žiarenie vyvolané iba teplom.

Zdrojov nadbytočného svetla môže byť niekoľko. Niektorí vedci napríklad vytvorili teóriu sopečného dymu. Dym vychádzajúci z podmorských sopiek je tvorený pevnými časticami: sulfidmi kovov, ktoré boli rozpustené žiarou a pri kontakte so studenou morskou vodou (má okolo 2 stupne Celzia) sa kryštalizovali. Pri formácii a následnej deštrukcii vzniká svetlo – jav sa nazýva triboluminiscencia. Vysoký tlak na dne oceánu alebo náhly prudký pokles teploty by mohol spôsobiť zničenie kryštálov. Ich elektrický náboj sa prejaví ako svetelné žiarenie.

Nemenej populárna teória o vzniku svetla hovorí o bublinách. Sonoluminiscencia - ako sa javu hovorí - je úkaz, pri ktorom sa svetlo tvorí pri „výbuchu” bublín. Ich jadrá získavajú obrovskú teplotu a tlak, odtiaľ potom pochádza svetelné žiarenie.

O existencii svetla na dne oceánu dnes už nikto nepochybuje, hoci stále nie je jasné, čo je jeho zdrojom. Zostáva však otázka, či namerané hodnoty postačujú na rozvoj fotosyntézy. Vedci z univerzity v Arizone sa domnievajú, že niektoré baktérie sú schopné fotosyntézy v neuveriteľne nedostačujúcich svetelných podmienkach. Napríklad jedna baktéria žijúca v Čiernom mori sa pohybuje v hĺbke okolo 73 metrov pod hladinou, a napriek tomu využíva slnečné žiarenie. Jeho intenzita je v tejto hĺbke porovnateľná so svetlom nameraným na dne oceánskych hrebeňov. Cyanobakteria, relatívne primitívna baktéria, zase absorbuje svetlo s vlnovou dĺžkou okolo 600 nanometrov. Pigment baktérií nájdených pri výskumoch ukazuje, že tieto organizmy sú v zásade schopné fotosyntézy. Aj napriek tomu vedci nie sú presvedčení, že fotosyntéza je hlavným zdrojom energie v daných oblastiach.

Tento nesmierne komplikovaný jav vedci dodnes nedokázali celkom rozlúštiť. Určité výsledky však napovedajú, že teórie o vzniku fotosyntézy (a vlastne aj života) v hlbinách oceánu by vysvetľovalo aj svetelné žiarenie.

(buj)