anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i...
Transcript of anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i...
![Page 1: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/1.jpg)
Hydrotermala system och deras roll för livets uppkomst
Institutuionen för geologiska vetenskaper
Stockholms Universitetanna neubeck
Orienteringskurs
Astrobiologi och
molekyler i rymden
![Page 2: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/2.jpg)
Vad är ett hydrotermalsystem?
Var finns hydrotermala system på jorden?
Är alla hydrotermala system likadana?
Varför är det sådant stort intresse för dessa system?
Varför är de viktiga för livet idag?
Varför är de viktiga för livets uppkomst?
Finns det hydrotermal aktivitet på andra himlakroppar?
Innehåll
![Page 3: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/3.jpg)
* Hydro - vatten
* Thermo/Therm - värme
* Cirkulation
* Vatten-Mineral interaktion
Vad är ett hydrotermalsystem?
![Page 4: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/4.jpg)
Hur kan vatten cirkulera genom berg?
välsorterade sediment osorterade sediment porösa sediment
konsoliderade sediment sprickor i berg sprickor i berg
![Page 5: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/5.jpg)
![Page 6: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/6.jpg)
Hur bildas dessa sprickor?
Var finns sprickorna?
För att besvara dessa frågor så behöver
vi kolla på jordens geologiska
uppbyggnad.
![Page 7: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/7.jpg)
Fast
0- 400 °C
Fast - plastisk
400 – 500 °C
Plastisk
500 – 4000 °C
Flytande
4000 – 6000 °C
Fast
6000 °C
inre
kärna
yttre
kärna
mantel
astenosfär
Litosfär (skorpa + översta manteln)
![Page 8: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/8.jpg)
0.3 mm
50 mm
6378 km
𝟒𝟎
𝟔𝟑𝟕𝟖≈ 𝟎. 𝟎𝟎𝟔 40 km
Kontinentskorpa: ca 30 – 50 km
Oceanskorpa: ca 5 – 10 km
JOH
AN
SW
AN
EPO
EL/I
STO
CK
PH
OTO
/TH
INK
STO
CK
Hur tjock är jordskorpan?
![Page 9: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/9.jpg)
![Page 10: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/10.jpg)
![Page 11: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/11.jpg)
![Page 12: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/12.jpg)
![Page 13: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/13.jpg)
LAND
Heta källor
Fumaroler (gas)
Geysrar
(uppbyggt ångtryck)
HAV
Svarta rökare (350 - 400 °C)
Vita rökare (260-300°C)
Alkaliska öppningar
(80 - 90 °C)
Vilka typer av hydrotermalsystem?
![Page 14: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/14.jpg)
Plymer av mineralrika fluider
flödar ut och förser haven
med näringsämnen t ill
havets alla livsformer
Kallt havsvat ten (ca 4°C)
sipprar in i oceanskorpan
via sprickor.
VIT
A R
ÖK
AR
E
SV
AR
TA
RÖ
KA
RE
ALK
ALIS
KA
RÖ
KA
RE
Vattnet värms upp av magman.
Värme från mantelkonvekt ionen
stiger upp genom mit t-oceaniska
spridningscentra.
Vatten-mineral-interakt ion
frigör värme som driver
alkaliska rökare.
>100C
pH 2-5
järn
koppar
zink
sulfider
<100C
pH 10-11
H2S
kalcium
karbonater
![Page 15: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/15.jpg)
![Page 16: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/16.jpg)
psykrofiler, mesofiler
och metanotrofer
havsvatten
2°C
termofila
anaerober,
metanogener
skorstensväggen
anaeroba habitataeroba habitat
fluider
350°C
![Page 17: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/17.jpg)
Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen?
Kemosyntetiskt liv
1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila)
2) Jericho Worms (Tevnia Jerichonana).
3) Pompeii Worm (Alvinella pompejana), one of the most heat-tolerant
multicellular animals. tolerate temperatures up to 176 degrees
Fahrenheit.
4) Pacific Grenadier (Coryphaenoides acrolepis) a common deep-sea
fish often found hunting and scavenging near vents.
5) Eelpout (Thermarces cerberus), the top predator of the vent
ecosystem.
6) Vent Mussels (Bathymodiolus thermophilus)
7) Vesticomid Clams (Calyptogena magnifica)
8) Blue Mat, a field of tiny tubular dwellings— called lorica— secreted by
folliculinid ciliates (Folliculinopsis sp.).
9) Vent Crabs (Bythograea thermydron)
10) Vent Octopus (Vulcanoctopus hydrothermalis)
11) Yeti Crab (Kiwa hirsuta).
12) Deep-Sea Stauromedusae (Lucernaria janetae).
13) Vent Dandelion (Thermopalia taraxaca), a colonial scavenger
related to Portuguese Man-o-wars and other siphonophores.
![Page 18: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/18.jpg)
Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen?
![Page 19: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/19.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
* Alla näringsämnen
* Alla gradienter
* Alla temperaturer
* Alla mikromiljöer
* Alla pH-värden
* Livsformerna idag
psykrofiler,
mesofiler och
metanotrofer
havsvatten
2°C
termofila
anaerober,
metanogen
er
skorstensväggen
anaeroba habitataeroba habitat
fluid
er35
0°C
![Page 20: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/20.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Streckersyntesen
En reaktion där aminosyror bildas utan inblandning av liv.
Höga temperaturerHöga tryckHöga halter av H2
Adolph
Strecker
(1822 –
1871)
Aldehyd cyanid
ammoniak
aminonitril proton
aminosyra
![Page 21: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/21.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Fischer-Tropsch-syntesen Franz Joseph
Emil Fischer
(1877 -1947) (1889 – 19359
Hans Tropsch
![Page 22: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/22.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
Börjar livet i djuphavenfrån METANTHIOL?
Metanthiol är en grund-substans för liv
Lösa många problem med hur livet på Jorden började
CO2(aq) + H2S(aq) + 3H2(aq) = CH3SH(aq) + 2H2O:
![Page 23: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/23.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomstTidiga jorden:
* CO2
* N2
* H2O
* CH4
* CO?
* SO2?
* Utflöde från manteln
* Ni
* Mg
* Fe
* pH ~5-6
* Anoxiskt
* Skydd
![Page 24: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/24.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
![Page 25: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/25.jpg)
Hydrotermalsystem och livets uppkomst
![Page 26: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/26.jpg)
Ganymede - Jupiter
![Page 27: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/27.jpg)
Ganymede - Jupiter
37°C 57°C
![Page 28: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/28.jpg)
Titan - Saturnus
![Page 29: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/29.jpg)
Titan - Saturnus
-3,2°C37°C
![Page 30: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/30.jpg)
Enceladus- Saturnus
![Page 31: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/31.jpg)
Enceladus- Saturnus
![Page 32: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/32.jpg)
0,00
100,00
200,00
300,00
400,00
500,00
600,00
11-Nov 13 mars 22 juni 02-Sep
mab+ni+olivin
mab-ni+olivin
mab+ni-olivin
mab-ni+olivin
CH4 %
Metanogener + sten = funkar fint (än så länge)
![Page 33: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/33.jpg)
Tack för mig. Frågor?
![Page 34: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/35.jpg)
![Page 36: anna neubeck Institutuionen för geologiska vetenskaper ... · Vilka typer av liv i hydrotermalsystemen? Kemosyntetiskt liv 1) Giant Tube Worms (Riftia pachyptila) 2) Jericho Worms](https://reader030.fdocument.pub/reader030/viewer/2022040717/5e221d617dbc2007f62dfae7/html5/thumbnails/36.jpg)
http://www.livescience.com/26173-hydrothermal-vent-life-origins.html
http://www.astrobio.net/topic/origins/extreme-life/hydrothermal-vents-explain-chemical-precursors-life/
http://www.space.com/19439-origin-life-earth-hydrothermal-vents.html
http://rstb.royalsocietypublishing.org/content/362/1486/1887