Es ist nicht schwer, Naturwunder im Yellowstone-Nationalpark zu finden, aber die größte heiße Quelle des Parks ist vielleicht die bemerkenswerteste, und zwar nicht nur wegen ihrer Größe: Sie wird Grand Prismatic Spring genannt und strahlt extrem heißes Wasser aus - und beeindruckende prismatische Farben. von seiner Mitte.
Grand Prismatic Spring aus der Vogelperspektive. Yellowstone Nationalpark, Wyoming, Vereinigte Staaten von Amerika. (© Don Johnston / Alle Kanada-Fotos / Corbis) Passen Sie Ihre Farbeinstellungen nicht an - die Grand Prismatic Spring ist wirklich regenbogenfarben und folgt dem Spektrum des weißen Lichts durch ein Prisma (rot bis blau). Die Quelle wurde erstmals von der Hayden-Expedition im Jahr 1871 offiziell beschrieben und benannt. Dies war die erste von der Bundesregierung finanzierte Exploration dessen, was zu Yellowstone wurde. Der Expeditionsleiter, Ferdinand Hayden, schrieb:
Nichts, was jemals von der menschlichen Kunst erdacht wurde, konnte mit der besonderen Lebendigkeit und Zartheit der Farben dieser bemerkenswerten prismatischen Quellen mithalten. Das Leben wird ein Privileg und ein Segen, nachdem man diese unvergleichlichen Fähigkeiten der Natur gesehen und gründlich gefühlt hat.
Aber woher kommt die prächtige Färbung der heißen Quelle? Es ist alles den hitzebegeisterten Bakterien zu verdanken, die den Frühling zur Heimat machen.
Unterschiedliche Farben bedeuten unterschiedliches Leben im Frühling. (© klaus Lang / Alle Kanada-Fotos / Corbis) Heiße Quellen entstehen, wenn erhitztes Wasser durch Risse auf der Erdoberfläche austritt. Im Gegensatz zu Geysiren, die in der Nähe der Oberfläche Hindernisse aufweisen (daher ihre Eruptionen), fließt das Wasser aus heißen Quellen ungehindert und erzeugt einen ununterbrochenen Kreislauf aus heißem Wasser, das steigt, kühlt und fällt. In der Grand Prismatic Spring entstehen durch diesen konstanten Zyklus Ringe mit unterschiedlichen Temperaturen um das Zentrum: Sehr, sehr heißes Wasser sprudelt aus der Mitte und kühlt allmählich ab, während es sich über die massive Oberfläche der Quelle ausbreitet (370 Fuß im Durchmesser).
Das Wasser in der Mitte der Quelle, das 120 Meter von unterirdischen Kammern entfernt in die Luft sprudelt, kann Temperaturen um die 200 Grad Celsius erreichen, was es zu heiß macht, um das meiste Leben zu überleben (einige Leben existieren zwar, sind aber auf Organismen beschränkt, die sich ernähren) anorganischer Chemikalien wie Hyrdogengas). Da in der Mitte des Pools nur sehr wenig Menschen leben, sieht das Wasser extrem klar aus und hat eine schöne, tiefblaue Farbe (dank der Streuung der blauen Wellenlängen - der gleiche Grund, warum Ozeane und Seen mit bloßem Auge blau erscheinen). Wenn sich das Wasser jedoch ausbreitet und abkühlt, entstehen konzentrische Kreise mit unterschiedlichen Temperaturen - wie bei einer Matroschka-Stapelpuppe, wenn jede Puppe eine andere Temperatur anzeigt. Und diese unterschiedlichen Temperaturringe sind der Schlüssel, da jeder Ring eine ganz andere Umgebung schafft, in der verschiedene Arten von Bakterien leben. Und es sind die verschiedenen Arten von Bakterien, die dem Frühling seine prismatischen Farben verleihen.
In diesen Ringen leben verschiedene Organismen, darunter Cyanobakterien, eine Art von Bakterien, die ihre Energie durch Photosynthese gewinnen. Schauen Sie sich das erste Band außerhalb der Mitte an - sehen Sie diese gelbe Farbe? Dies ist einer bestimmten Art von Cyanobakterien, Synechococcus, zu verdanken, die in diesem bestimmten Temperaturbereich unter extremen Stressfaktoren leben. Die Temperatur dieses Wassers ist kaum kühl genug, um bewohnbar zu sein, bei 165 ° F, aber die Bakterien Bevorzugen Sie Temperaturen in der Nähe von 22 ° C. Eine Fülle von Licht führt jedoch auch zu einer Belastung des Lebensraums von Synechococcus .
Der Grand Prismatic Spring erhält seine Regenbogenfarben von verschiedenen Organismen, die in ihm leben. (© Frank Lukasseck / Corbis) In der Umgebung der Grand Prismatic Spring gibt es praktisch keine Bäume oder Schatten. Das ist nicht nur ein Problem für Touristen, sondern auch eine Herausforderung für Synechococcus . Der Sonne kann man nicht entkommen, und auf der Höhe von Yellowstone wird das ultraviolette Licht der Sonnenstrahlen extrem, extrem hart.
Aber auch wenn sie in zu heißem Wasser leben, überleben Synechococcus dank eines Gleichgewichts aus photosynthetischen Pigmenten - chemischen Verbindungen, die nur bestimmte Wellenlängen des sichtbaren Lichts reflektieren und sie in verschiedenen Farben erscheinen lassen. Das Hauptpigment für die Photosynthese ist Chlorophyll, das wir als grün betrachten. Manchmal wird der Chlorophyllspiegel jedoch von einem akzessorischen Pigment übertroffen, das als Carotinoide bekannt ist. Carotinoide sind rot, orange oder gelb; Das Gelb von Synechococcus ist genau das gleiche Pigment, Beta-Carotin, das in hohen Konzentrationen das Orange ergibt, das wir in Karotten sehen.
Carotinoide schützen Synechococcus- Zellen vor extremer Sonneneinstrahlung, indem sie raue Wellenlängen (wie Ultraviolett) erfassen und diese Energie an Chlorophyllpigmente weitergeben, die dann Lichtenergie in chemische Energie umwandeln. Da die im gelben Temperaturband lebenden Synechokokken unter rauen Bedingungen leben, produzieren sie mehr Carotinoide als unter optimalen Temperaturbedingungen (wie in den äußeren Ringen), was dem Band seine gelbe Farbe verleiht. Wenn Sie eine kleine Menge des Synechococcus von der Oberseite dieses Temperaturbereichs abschöpfen oder Synechococcus dort vorfinden, wo weniger starkes Sonnenlicht herrscht, ähnelt der Synechococcus eher den blaugrünen Algen, die wir normalerweise in Seen sehen und Teiche an anderer Stelle. Da die Farbe von Synechococcus so stark vom Sonnenlicht abhängt, bedeutet dies auch, dass die Bakterien im Winter, wenn die Sonne weniger stark ist, weniger Carotinoide produzieren und daher weniger gelb und mehr blaugrün aussehen.
Wenn man sich vom gelben Band wegbewegt, beginnt die Temperatur der heißen Quelle abzukühlen, und wenn die Temperatur abkühlt, kann ein vielfältigeres bakterielles Leben gedeihen. Synechokokken leben immer noch in der orangefarbenen Bande (die etwa 149 Grad Fahrenheit beträgt), aber sie werden von einer anderen Art von Bakterien, den so genannten Chloroflexi-Bakterien, begleitet. Einige Chloroflexi-Bakterien sind ebenfalls photosynthetisch, produzieren jedoch Energie unter Verwendung verschiedener Arten von Chlorophyll und verschiedener Arten von Carotinoiden, die sich in leicht unterschiedlichen Farben manifestieren. Das Nettoergebnis dieser Farbvielfalt ist die orange Farbe, die Sie auf den Bildern sehen. Es ist nicht so, dass sich jedes Bakterium einzeln als orange manifestiert, sondern dass die zusammengesetzte Farbe aller verschiedenen Bakterien, die zusammen gesehen werden, orange ist. Und diese orange Farbe stammt, wie das Gelb im Ring daneben, von Carotinoiden, die diese Bakterien produzieren, um sich vor dem harten Licht der Sommersonne von Yellowstone zu schützen.
Der äußerste Ring ist der kühlste mit einer Temperatur von etwa 32 ° C und beheimatet die verschiedensten Bakteriengemeinschaften. Da noch mehr Organismen im äußersten Ring leben können, erzeugt die Mischung ihrer verschiedenen Carotinoide die dunkelste Farbe von allen - die Art von Rotbraun, die Sie auf den Fotos sehen.
Je nach Jahreszeit kann die Farbe des Frühlings schwanken. (© David Santiago Garcia / Aurora-Fotos / Corbis) Besuchen Sie in Yellowstone das Midway Geyser Basin, etwa auf halber Strecke zwischen Madison und Old Faithful. Nehmen Sie vom dortigen Parkplatz aus den Weg nach Süden in Richtung Firehole River. Der Weg führt Sie entlang der heißen Quelle, aber für einen wirklich spektakulären Blick auf die Farben der Quelle sollten Sie etwas Höhe gewinnen. Versuchen Sie, zum Midway Bluff zu wandern, von dem aus Sie einen weiten Blick auf das Midway Basin und die heiße Quelle darunter haben.
