1 / 53

Livsprocesser i hydrotermala system?

Livsprocesser i hydrotermala system?. Nils Holm Institutionen för geologiska vetenskaper Stockholms universitet. Liv kan karaktäriseras med fyra egenskaper. Replikationsförmåga (självreproduktion) Behov av energi och katalysförmåga (metabolism) Mutationsförmåga

twyla
Download Presentation

Livsprocesser i hydrotermala system?

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Livsprocesser i hydrotermala system? Nils Holm Institutionen för geologiska vetenskaper Stockholms universitet

  2. Liv kan karaktäriseras med fyra egenskaper • Replikationsförmåga (självreproduktion) • Behov av energi och katalysförmåga (metabolism) • Mutationsförmåga • Avgränsning mot omvärlden med hjälp av membran Löses bäst med kolkemi i flytande vatten som medium

  3. Komponenter i systemet Jorden IODP Initial Science Plan

  4. Meteoritnedslag slog kanske ut det tidigaste livet

  5. Några gamla idéer om tillgängliga energikällor på Jorden

  6. Plattkantsgränser i djuphavet C. German

  7. Djuphavsbottnarnas uppbyggnad

  8. Oceanbottenplatta från nybildning till uppsmältning

  9. Cirkulation av havsvatten genom jordskorpan i djuphavsbottnarna Degens, 1989

  10. ’Svarta rökare’ i djuphaven på Jorden Courtesy Delaney and Robigou

  11. Huvudsakliga flöden av vatten i jordskorpan

  12. Vatten circulerar genom havsbotten under lång tid efter att den bildats Edwards, Bach and McCollom, 2005

  13. En jordskorpeplattas oceaniska del konsumeras i en subduktionszon

  14. Olika järnhaltiga mineral i djuphavsbottnarna Olivin (Mg,Fe)2SiO4 Pyroxener Ca(Mg,Fe)Si2O6 augit (Mg,Fe)SiO3 hypersten Amfibol Ca2(Mg,Fe)5Si8O22(OH)2 hornblende Dessa mineral är också vanliga i kosmiskt damm!!

  15. Vittringsbenägenhet hos olika mineral

  16. Serpentinisering av olivin 5Mg2SiO4 + Fe2SiO4 + 9H2O = olivin 3Mg3Si2O5(OH)4 + Mg(OH)2 + 2Fe(OH)2 serpentin brucit 3Fe(OH)2 = Fe3O4 + H2 + 2H20 magnetitväte

  17. Den vätgasdrivna ’djupbiosfären’ Pedersen, 2000

  18. Methanococcus jannaschii En extremt thermofil arké Temp max 94C opt 85C Upptäckt ~1983 CO2 + 4H2 <-> CH4 + 2H2O

  19. Livets tre ’kungariken’

  20. Fischer-Tropschsyntes I Den industriella processen: CO + H2organiska ämnen koloxidväte I närvaro av olika metaller och metalloxider Fe or ZnO(+Fe2O3, Cr2O3) ZnO+Cr2O3  raka alkoholer ZnO+ Fe2O3  raka kolväten Hägg, 1966

  21. Fischer-Tropschsyntes II Inom geokemin används termen ’Fischer-Tropschsyntes’ ofta – men felaktigt – för att beskriva för hur metangas kan bildas direkt från koldioxid och vätgas: CO2 + 4H2 CH4 + 2H2O (Sabatierreaktion) magnetit

  22. Gashydrat polyedrar;den vanligaste - 512-’buren’ koordinerar 20 syreatomer

  23. Metanmolekyl adsorberad i ett mellanskikt i smektitlera Sposito et al., 1999

  24. Löst NO3- i porvatten från ODP Leg 201 ‘NO3- och NO2- omvandlas snabbare till NH4+ än N2, speciellt i närvaro av metalliskt Fe och Ni’ Smirnov et al., 2008

  25. Karbonatupplösning över topografiska höjder i ekvatoriella Stilla havets berggrund Bekins et al., 2007

  26. Nitrit och nitrat reduceras till ammonium i närvaro av elementärt Fe och Ni Smirnov et al., 2008

  27. Plattkantsgränser i djuphavet C. German

  28. Vätgas och metan i några hydrotermala källor områdebergartTCpH H2(mmol/kg) CH4(mmol/kg) Lost City peridotit 90 10-12 15 1-2 30N +gabbro (Kelley et al, 2001) Rainbow peridotit 350 3-4 13.0 2.5 3614’N +gabbro (Donval et al.,1997) Lucky Strike basalt 308-324 3.8-6.4 0.04-0.72 0.3-0.7 3717’N (Charlou et al., 2000)

  29. Raka kolväten i hetvatten (364C)från Rainbows hydrotermalfält i Atlanten Holm and Charlou, 2001

  30. Subduktionszonen i Marianergraven

  31. Marianergraven i västra Stilla havet (Mottl et al., 2003)

  32. En jordskorpeplattas oceaniska del konsumeras i en subduktionszon

  33. Oceanbottenplatta från nybildning till uppsmältning

  34. Sammansättning av porvatten i lervulkanen South Chamorro Seamount Mottl et al., 2003

  35. Sammansättning av porvattnet från South Chamorro Seamount (forts) Mottl et al., 2003

  36. Beståndsdelarna i RNA(ribonucleic acid) Schwartz, 1998

  37. Hsiao et al., 2009

  38. Hsiao et al., 2009

  39. Mg(II) kan inkorporera syreatomer i oxyanioner in i sitt inre hydreringsskal

  40. Brucitstrukturen

  41. Det vanligaste Mg2+-komplexet bildas med syre i - and γ-PO4

  42. Cyanväte kan bilda aminosyror och de kvävebaser som ingår i RNA och DNA Alla de biologiskt viktiga purinerna finns i relativt höga mängder i kolhaltiga meteoriter (carbonaceous chondrites) , men bara en pyrimidin (uracil) har hittats - och det i mycket lägre koncentrationer Ferris, 1984

  43. Pentosbildning i närvaro av borat Ricardo et al., 2004

  44. Mars – den röda planeten

  45. Oliviner vid foten av Syrtis Major-vulkanen på planeten Mars Hoefen et al., 2003

  46. Var bildas metan på Mars?

  47. Olympus Mons – största vulkanen i vårt solsystem

  48. Jupiters måne Europa

  49. Europas isyta

More Related