Najgorętsza woda na świecie

Profesor Andrea Koschinsky-Fritsche z Jacobs University w Bremen odkryła na dnie Oceanu Atlantyckiego najgorętszą wodę na Ziemi. To woda, ale nie taka, do jakiej przywykliśmy, ponieważ znajduje się w stanie nadkrytycznym, niespotykanym dotąd w naturze. Można ją znaleźć 3 kilometry pod powierzchnią, na szczycie olbrzymiego bąbla magmy.

Ciecz, a właściwie coś pośredniego między cieczą a gazem, wydostaje się z kominów hydrotermalnych Dwie Łodzie (Two Boats) i Siostrzany Szczyt (Sisters Peak). Najprawdopodobniej w ten właśnie sposób minerały i pierwiastki, np. żelazo, miedź, mangan, siarka czy złoto, wydostają się z głębszych warstw Ziemi do oceanów. Koschinsky szacuje, że połowa oceanicznego manganu i 1/10 żelaza wypływa właśnie z kominów.

W normalnych warunkach wzrost ciśnienia i temperatury powoduje wrzenie i parowanie cieczy. Jeśli jednak oba parametry są większe od ciśnienia i temperatury punktu krytycznego, zanika różnica gęstości między gazem a cieczą. W przypadku wody mamy do czynienia z czymś lżejszym od cieczy, a cięższym od pary.

W 2005 roku zespół pani Koschinsky rozpoczął realizację 6-letniego projektu badania południowych krańców Grzbietu Śródatlantyckiego. Na 5° szerokości geograficznej południowej odkryto wtedy nowe kominy hydrotermalne. W rok i dwa lata potem Niemcy pokusili się o zmierzenie temperatury w ich okolicach.

Modele komputerowe podpowiadały, że wydostająca się z nich woda wsiąka w szczeliny w dnie. Wnikając coraz głębiej, jest poddawana oddziaływaniu coraz większego ciśnienia. W miarę zbliżania się do magmy wzrasta też jej temperatura. Przy 407 stopniach Celsjusza i ciśnieniu 300 barów przechodzi w stan nadkrytyczny. Jako że woda w stanie nadkrytycznym ma mniejszą gęstość od wody w stanie ciekłym, jest wyrzucana w górę jako bąble przez kominy hydrotermalne.

Temperatura panująca w kominach to co najmniej 407°C, ale co jakiś czas na 20 sekund sięga ona nawet 464°C. Woda w stanie nadkrytycznym doskonale wypłukuje metale. Wychodzi jej to znacznie lepiej niż wodzie ciekłej czy parze wodnej. Siarka jest wykorzystywana przez bakterie siarkowe, które nie mają dostępu do światła. Mangan to źródło energii dla organizmów żyjących bliżej powierzchni oceanu. Żelazo zostaje zaś spożytkowane przez fitoplankton.

Temperatura we wnętrzu kominów jest tak wysoka, że dochodzi do topienia oprzyrządowania. To jeden z powodów, dla których dane zdobyte przez Niemców są aż tak istotne.

woda stan nadkrytyczny kominy hydrotermalne Ocean Atlantycki Andrea Koschinsky-Fritsche