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Wissenschaftler entdecken wunderschöne optische Täuschung am Meeresgrund

In den Tiefen des Pazifischen Ozeans ist eine hydrothermische Entlüftung, die das ferngesteuerte Fahrzeug (ROV) namens SuBastian Anfang März erkundet hat, ein bemerkenswerter Anblick. In einer Tiefe ohne Licht gedeihen Kreaturen und Mikroben von den Chemikalien, die tief aus dem Erdinneren austreten. Im Laufe der Zeit sammeln sich die Chemikalien um den Abzug herum an, um mineralische Türme zu errichten, von denen einige über 20 Meter hoch sind, wie verkehrte Stalaktiten, die die Landschaft beobachten. Die intensive Hitze verursacht aber auch eine optische Täuschung, die sogar erfahrene Wissenschaftler mit Ehrfurcht erfüllt. 2000 Meter unter dem Meer offenbart eine schimmernde Oberfläche eine Welt, die noch nie zuvor gesehen wurde.

„Die immense Schönheit und Majestät der Szene war überwältigend. Das werde ich nie vergessen “, sagt Mandy Joye, Professorin an der University of Georgia und leitende Wissenschaftlerin der Expedition des Schmidt Ocean Institute, die auf diese Phänomene gestoßen ist.

Die Entlüftung, die Joye und ihr Team erkundet haben, ist Teil eines Systems im Golf von Kalifornien, insbesondere in einer Depression namens Guaymas Basin. Die Mission, Proben aus dem dortigen hydrothermalen Entlüftungssystem zu untersuchen und zu sammeln, ermöglicht es Wissenschaftlern, mehr über dieses immer noch mysteriöse Ökosystem zu erfahren - die erste visuelle Bestätigung eines hydrothermalen Entlüftungssystems erfolgte 1977. Das Aufnehmen einer Bodenprobe kann Hunderte neuer Mikrobenarten enthalten, von denen einige Einblicke in die Anfänge des Lebens auf unserem Planeten geben könnten. Für einen Mikrobiologen ist es wie ein Kind in einem Süßwarenladen. Doch fünf Stunden nach Beginn dieser Mission waren die Wissenschaftler von einer optischen Täuschung fasziniert, und es war keine einzige Probe entnommen worden.

Als die Forscher den Videostream von SuBastion aus 2.000 Metern Höhe zusammen mit einem Live-Online-Publikum sahen, waren sie beeindruckt von dem, was sie sahen. Auf den ersten Blick erscheint die Unterseite des Felsvorsprungs als eine durchsichtige und ebene Oberfläche, die so glatt ist, dass die darunter liegenden Röhrenwürmer und Felsformationen in perfekter Reflexion erscheinen. Aber eine leichte Veränderung des Blickwinkels des ROV und plötzlich unsere wahrgenommene Realität zersplittert. Die Spiegeloberfläche verschwindet und dahinter befindet sich ein höhlenartiger Bogen glitzernder Mineralien, die wie der Nachthimmel funkeln. Was genau schauen wir uns an?

Die Magie des Spiegels hängt von der Beschaffenheit der hydrothermalen Entlüftung ab. Das Wasser, das aus dem Abzug sickert, ist extrem heiß, da der Druck der Meerestiefen es dem Wasser ermöglicht, Temperaturen von ungefähr 690 Grad Fahrenheit (366 Grad Celsius) zu erreichen, ohne zu kochen. Warmes Wasser, weniger dicht als kaltes Wasser, steigt auf, wenn es sich mit dem umgebenden Ozean vermischt. Aber hier auf seiner Reise nach oben kommt es in Kontakt mit der Felsformation, was Wissenschaftler einen "Flansch" nennen. Gefangen im Nirgendwo, füllt das Wasser den konkaven Überhang. Der Temperaturunterschied zwischen dem eingeschlossenen Wasser und dem kühlen umgebenden Wasser ist so groß, dass das Licht auf dem Weg vom kühlen zum heißen Wasser langsamer wird und eine falsche Oberfläche entsteht, die im Glanz eines Spiegels erscheint.

„Denken Sie an Luft gegen Wasser - Licht verlangsamt sich im Wasser, sodass Sie Ihre Reflexion auf der Oberfläche eines Sees sehen können, wenn Sie in den richtigen Winkel schauen. [In einem anderen Winkel] können Sie durch die Oberfläche unter dem Wasser schauen. Das Gleiche passiert hier “, sagt Joye.

Was die glitzernde Höhle betrifft, wissen die Wissenschaftler noch nicht, was das Funkeln verursacht, aber es ist wahrscheinlich eine Art Mineral. Eine Möglichkeit ist Pyrit, oft als "Narrengold" bezeichnet, ein Mineral aus Eisen und Sulfid. Ein anderes ist Pyrrhotit, ein häufiges Mineral, das sich bildet, wenn sich Abluftwasser mit dem umgebenden Meerwasser vermischt. Erst wenn ein Stück aus der Höhle im Labor an Land untersucht wird, können die Wissenschaftler feststellen, welche Ursachen das Glitzern in der Felsformation haben.

Laut Joye wurde diese Spiegelillusion nur einmal an einem anderen Ort im Golf von Kalifornien gesehen, aber die Größe verblasst im Vergleich zu diesem neuen Fund im Guaymas-Becken.

„Eine Entdeckung wie diese ist eine unglaubliche Sache, an der man teilnehmen kann. Ich konnte meinen Augen nicht trauen. Es war einfach surreal “, sagt Joye.

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