Jezera a řeky pod mořem: Jejich voda by vás okamžitě zabila

Když se řekne jezero nebo řeka, většina z nás si představí sladkou vodu, břehy plné zeleně a možná i ryby. Představa, že by něco takového existovalo hluboko pod hladinou oceánu, kde na vás doléhá drtivý tlak a panuje věčná tma, zní jako sci-fi. Přesto jsou tam – podmořská „jezera“ a „řeky“, které se tvoří na dně moří po celém světě. Jejich voda je ale tak extrémní, že by vás okamžitě zabila.

Co jsou to podmořská "jezera smrti"?

Hlubokomořské solankové bazény, jak se tyto fascinující útvary správně nazývají, jsou doslova jezera slané vody, která se usazují v přírodních prohlubních na mořském dně. Jejich salinita je ohromující – typicky 3 až 8krát vyšší než u běžné oceánské vody. To znamená, že místo pár desítek gramů soli na litr jich mají stovky, což je činí neuvěřitelně hustými.

Právě tato extrémní hustota je klíčová. Brání solance mísit se s okolní mořskou vodou, stejně jako olej nemísí s vodou. Vytváří tak zřetelný, často vlnící se povrch, který připomíná hladinu jezera na souši. Kolem těchto „jezer“ se dokonce tvoří jakési „pobřeží“, kde se shromažďují specifické sedimenty a zvláštní formy života.

Kdybychom se do takového „jezera“ pokusili potopit, narazili bychom na neviditelnou, ale pevnou hranici. Voda v bazénu je tak hustá, že bychom se na ní vznášeli, aniž bychom do ní pronikli. Pro většinu mořských živočichů je však tato hranice spíše branou do záhuby. Jejich podrobnější definici a charakteristiky můžete prozkoumat například na Wikipedii (https://en.wikipedia.org/wiki/Brine_pool).

Jak vznikají tyto extrémní úkazy?

Vznik solankových bazénů je fascinující geologický proces, který se odehrává v průběhu tisíců, ne-li milionů let. Existuje několik hlavních mechanismů, které k jejich formování vedou, každý s vlastní unikátní historií a chemickým podpisem.

Jedním z nejčastějších způsobů je rozpouštění starých solných ložisek. V oblastech, kde kdysi dávno vyschla moře a zanechala po sobě obrovské vrstvy soli, dochází k takzvané solné tektonice. Podmořské zlomy a trhliny v zemské kůře umožňují mořské vodě proniknout k těmto hluboko uloženým solným vrstvám. Voda sůl rozpouští a vytváří extrémně koncentrovanou solanku, která je pak vytlačována zpět na mořské dno, kde se shromažďuje v prohlubních. Typickým příkladem jsou bazény v Mexickém zálivu.

Další mechanismus souvisí s geotermálním ohřevem. Na tektonických hranicích, kde se setkávají litosférické desky, proniká mořská voda do hlubokých puklin v zemské kůře. Zde se dostává do kontaktu s horkým magmatem nebo horkými horninami, které ji ohřívají a obohacují o minerály, včetně solí. Horká, mineralizovaná a hustá solanka pak stoupá zpět k povrchu mořského dna a vytváří bazény, často s vysokými teplotami. Takovéto úkazy byly pozorovány například v Rudém moři.

A konečně, některé solankové bazény vznikají i v chladnějších oblastech, například pod mořským ledem v polárních oblastech. Když mořský led zamrzá, sůl je z krystalizující vody vytlačována ven. Tato koncentrovaná solanka je pak těžší než okolní voda a klesá ke dnu, kde se shromažďuje v hlubokých prohlubních. Tyto „ledové“ solankové bazény jsou sice méně prozkoumané, ale představují další důkaz rozmanitosti těchto podivuhodných podmořských jevů.

Proč je voda v solankových bazénech tak smrtící?

Většina mořských živočichů, která by se do solankového bazénu dostala, by nepřežila déle než několik minut, ne-li sekund. Důvodů je hned několik a dohromady tvoří smrtící koktejl, který je pro život naprosto neslučitelný, alespoň pro ten, jak ho známe.

Hlavním zabijákem je extrémní salinita. Buňky většiny organismů jsou zvyklé na určitou koncentraci soli. Když se ocitnou ve vodě s mnohem vyšší salinitou, dochází k osmotickému šoku. Kdyby se mořský živočich do solankového bazénu dostal, zažil by osmotický šok, udusil by se a rychle by zemřel.

Voda z jeho buněk by začala proudit ven, jako by se ryba ocitla v koncentrované solné lázni, a její tělo by se doslova scvrklo.

K tomu se přidává anoxie, tedy naprostý nedostatek kyslíku. Hustá solanka se nemísí s okolní vodou, což znamená, že do ní neproudí ani kyslík z povrchových vrstev oceánu. Jakýkoli kyslík, který by se zde původně nacházel, je rychle spotřebován mikroorganismy. Výsledkem je prostředí, kde většina aerobních organismů, které potřebují kyslík k dýchání, nemůže přežít.

Navíc, solankové bazény často obsahují vysoké koncentrace toxických sloučenin, jako je sirovodík (ten zapáchá po zkažených vejcích) a metan. Tyto plyny jsou vedlejšími produkty chemických reakcí a rozkladu organických látek v anoxickém prostředí. Pro většinu živočichů jsou vysoce jedovaté, narušují enzymatické procesy a poškozují tkáně. Pro plavce, který by se nešťastnou náhodou ocitl v takovém bazénu, by to znamenalo rychlou a bolestivou smrt kombinací otravy, udušení a osmotického šoku.

Paradoxně, právě anoxické podmínky v těchto bazénech mají jeden kuriózní efekt: dokážou těla uhynulých živočichů neuvěřitelně dobře uchovat. Bez kyslíku se zpomaluje rozklad, a tak se na dně těchto „jezer smrti“ často nacházejí dokonale zachované kostry a schránky organismů, které do nich vpluly a nenašly cestu ven. Je to jakási přírodní konzerva.

Život na hranici nemožného: Kdo přežije u "jezera smrti"?

Přestože samotné solankové bazény jsou smrtícími pastmi, jejich okraje a okolí překypují životem, který se adaptoval na tyto extrémní podmínky. Tyto oblasti jsou domovem unikátních chemosyntetických ekosystémů, které se naprosto liší od těch, jež známe z povrchu oceánu nebo souše, které jsou závislé na slunečním světle.

Místo fotosyntézy, která využívá sluneční energii, zde probíhá chemosyntéza. Specializované bakterie a archea, často žijící v symbióze s většími organismy, dokážou přeměňovat toxické sloučeniny, jako je metan a sirovodík, na energii. Tyto mikroorganismy tvoří základ potravního řetězce a umožňují existenci celého společenství života v jinak nehostinném prostředí. Je to úžasný příklad toho, jak život dokáže najít cestu i v těch nejextrémnějších podmínkách.

U okrajů těchto bazénů se tak daří zvláštním druhům mlžů, rournatců a dalším bezobratlým, kteří mají buď vlastní chemosyntetické bakterie v tkáních, nebo se živí volně žijícími bakteriemi. Například rournatci dosahují obřích rozměrů a vytvářejí husté kolonie, které připomínají podmořské zahrady. Tihle přizpůsobení tvorové prosperují tam, kde by většina jiných druhů okamžitě zahynula.

Výzkum těchto ekosystémů je pro vědce nesmírně důležitý. Pomáhá nám lépe pochopit hranice života na Zemi, jak popisuje i článek o extrémním životě na Khan Academy (https://www.khanacademy.org/science/biology/ecology/biogeography/a/extreme-life), a také hledat potenciální formy života v jiných částech vesmíru, kde by mohly panovat podobné extrémní podmínky. Oblasti jako Mexický záliv, Středozemní moře a Rudé moře jsou tak pro vědce doslova pokladnicemi, které skrývají neuvěřitelná tajemství života.

Podmořská „jezera smrti“ jsou tak jedním z nejbizarnějších a zároveň nejfascinujících jevů naší planety, kde se setkává geologie, chemie a neuvěřitelná houževnatost života. Ukazují nám, jak rozmanitá a adaptabilní je příroda, a neustále nás učí novým věcem o našem vlastním světě i o potenciálu života jinde ve vesmíru.