Нетрудно найти природные чудеса в Йеллоустонском национальном парке, но самый большой горячий источник парка может быть самым замечательным, и не только по своим размерам: названный Великим призматическим источником, этот горячий источник излучает чрезвычайно горячую воду - и потрясающий призматический цвет - из его центра.
Великая призматическая весна с высокой точки зрения. Йеллоустонский национальный парк, штат Вайоминг, Соединенные Штаты Америки. (© Дон Джонстон / Все фотографии Канады / Корбис) Не изменяйте настройки цвета - Grand Prismatic Spring действительно окрашен в радугу, следуя спектру белого света через призму (от красного до синего). Впервые источник был официально описан и назван Экспедицией Хейдена в 1871 году, которая была первым финансируемым федеральным исследованием того, что стало Йеллоустоун. Руководитель экспедиции Фердинанд Хейден писал:
Ничто из когда-либо задуманного человеческим искусством не могло сравниться со своеобразной яркостью и тонкостью цвета этих замечательных призматических источников. Жизнь становится привилегией и благословением после того, как человек увидел и прочувствовал эти несравненные виды искусного мастерства природы.
Но что вызывает великолепную окраску горячего источника? Это все благодаря теплолюбивым бактериям, которые называют родной дом.
Разный цвет означает разную жизнь весной. (© klaus Lang / Все фотографии Канады / Корбис) Горячие источники образуются, когда нагретая вода выходит через трещины на поверхности Земли. В отличие от гейзеров, у которых есть препятствия у поверхности (отсюда и их извержения), вода из горячих источников течет беспрепятственно, создавая непрерывный цикл подъема, охлаждения и падения горячей воды. В Великой Призматической Весне этот постоянный цикл создает кольца различных температур вокруг центра: очень, очень горячая вода пузырится из середины и постепенно охлаждается, распространяясь по массивной поверхности пружины (370 футов в поперечнике).
Вода в центре источника, которая пузырится в 121 футе от подземных камер, может достигать температуры около 189 градусов по Фаренгейту, что делает ее слишком горячей, чтобы поддерживать большую часть жизни (некоторые виды жизни существуют, но ограничиваются организмами, которые питаются неорганических химических веществ, таких как газообразный гирдоген). Поскольку в центре бассейна очень мало людей, вода выглядит очень чистой и имеет красивый темно-синий цвет (благодаря рассеянию синих волн - по той же причине, по которой океаны и озера кажутся невооруженным глазом голубыми). Но по мере того, как вода распространяется и охлаждается, она создает концентрические круги с разными температурами - как кукла-матрешка, если каждая кукла обозначает разную температуру. И эти различные температурные кольца являются ключевыми, потому что каждое кольцо создает совершенно другую среду, в которой обитают различные типы бактерий. И именно различные виды бактерий придают весне призматические цвета.
Внутри этих колец живут разные организмы, в том числе цианобактерии, тип бактерий, которые получают энергию посредством фотосинтеза. Посмотрите на первую полосу за пределами середины - видите этот желтый цвет? Это благодаря особому типу цианобактерий, Synechococcus, который живет в этом конкретном температурном диапазоне при экстремальных стрессах. Температура этой воды едва достаточно прохладна, чтобы ее можно было обитать, на 165 ° F, но бактерии Предпочитаю температуру ближе к 149 ° F. Но изобилие света также создает стресс для среды обитания синехококков .
Великий Призматический Источник получает радужные цвета от различных организмов, живущих в нем. (© Фрэнк Лукасек / Корбис) Область вокруг Великого Призматического Источника фактически лишена деревьев или любого вида тени. Это проблема не только для туристов, но и для синехококков . От солнца не уйти, и на большой высоте Йеллоустона ультрафиолетовый свет от солнечных лучей становится чрезвычайно резким.
Но даже несмотря на то, что они живут в слишком открытой и слишком горячей воде, Synechococcus удается выжить благодаря балансу фотосинтетических пигментов - химических соединений, которые отражают только определенные длины волн видимого света, заставляя их выглядеть различными цветами. Основной пигмент для фотосинтеза - хлорофилл, который мы видим зеленым. Но иногда уровни хлорофилла могут быть превышены дополнительным пигментом, известным как каротиноиды. Каротиноиды бывают красного, оранжевого или желтого цвета; желтый Synechococcus - это тот же самый пигмент, бета-каротин, который в высоких концентрациях образует апельсин, который мы видим в моркови.
Каротиноиды защищают клетки Synechococcus от сильного солнечного света, захватывая резкие волны (например, ультрафиолетовые) и передавая эту энергию пигментам хлорофилла, которые затем преобразуют энергию света в химическую энергию. Таким образом, поскольку синехококки, живущие в желтой полосе температур, живут в жестких условиях, они производят больше каротиноидов, чем если бы они жили в оптимальных температурных условиях (как во внешних кольцах), придавая полосе желтый цвет. Если бы вы сняли небольшое количество Synechococcus с верхней части этого температурного диапазона, или нашли бы Synechococcus, живущего там, где менее резкий солнечный свет, то Synechococcus больше походил бы на сине-зеленые водоросли, которые мы привыкли видеть в озерах и пруды в другом месте. Поскольку цвет синехококка так сильно зависит от солнечного света, это также означает, что зимой, когда солнце менее суровое, бактерии вырабатывают меньше каротиноидов и поэтому выглядят менее желтыми и сине-зелеными.
Двигаясь наружу от желтой полосы, температура горячего источника начинает охлаждаться, и, когда температура остывает, может процветать более разнообразный набор бактерий. Synechococcus все еще живут в оранжевой полосе (которая составляет около 149 градусов по Фаренгейту), но к ним присоединяется другой тип бактерий, известный как бактерии chloroflexi. Некоторые бактерии chloroflexi также являются фотосинтезирующими, но вырабатывают энергию, используя различные типы хлорофилла и различные типы каротиноидов, которые проявляются в несколько разных цветах. Конечным результатом этого цветового разнообразия является оранжевый цвет, который вы видите на снимках, - это не то, что каждая бактерия проявляется как оранжевый отдельно, а то, что составной цвет всех различных бактерий, видимых вместе, - оранжевый. И этот оранжевый цвет, как и желтый в кольце рядом с ним, происходит от каротиноидов, которые эти бактерии производят, чтобы защитить себя от резкого света летнего солнца Йеллоустона.
Самое наружное кольцо - самое холодное, около 131 ° F и является домом для самого разнообразного сообщества бактерий. Поскольку еще большее количество организмов может жить во внешнем кольце, смесь их различных каротиноидов дает самый темный цвет из всех - вид красно-коричневого, который вы видите на фотографиях.
В зависимости от сезона цвет весны может колебаться. (© Дэвид Сантьяго Гарсия / Фотографии Авроры / Корбис) Чтобы увидеть Великий Призматический Источник, находясь в Йеллоустоне, отправляйтесь в Мидуэйский бассейн Гейзер, примерно на полпути между районами парка Мэдисон и Старой Верой. От стоянки там следуйте на юг к реке Огненная дыра. Тропинка приведет вас вдоль горячего источника, но для по-настоящему захватывающего вида цветов весны наберите высоту. Попробуйте подняться на Мидуэй Блафф, откуда открывается потрясающий вид на Мидуэйский бассейн и горячий источник ниже.
