Замок Локи — это поле из пяти активных гидротермальных источников в средней части Атлантического океана , расположенных на 73 градусах северной широты на Срединно-Атлантическом хребте между Исландией и Шпицбергеном на глубине 2352 метра (7717 футов). [1] [2] [3] Когда они были обнаружены в середине июля 2008 года, они были самыми северными источниками чёрных курильщиков, известными науке. [4]
Они представляют геологический интерес, поскольку встречаются в относительно стабильной области земной коры с уменьшенными тектоническими силами и, следовательно, меньшим количеством гидротермальных источников. Они являются местом обитания биологически отличной археи , Lokiarchaeota .
Замок Локи расположен на хребте Гаккеля (ранее Арктический срединно-океанический хребет), где сходятся хребты Мона и Книповича. [2] Комплексы океанических ядер находятся на северо-западе. Поле находится на глубине около 2300 метров (7500 футов) на границе Гренландского и Норвежского морей .
Источники были обнаружены в 2008 году многонациональной научной экспедицией из 25 человек из Университета Бергена , Норвегия. Источники расположены более чем в 120 морских милях (220 км) к северу от того, что ранее было самым северным известным источником, обнаруженным в 2005 году. Высокоширотные экспедиции 2005 и 2008 годов возглавлял геолог Рольф Педерсен из Центра геобиологии университета на борту исследовательского судна GO Sars (названного в честь норвежского морского биолога Георга Оссиана Сарса и спущенного на воду в мае 2003 года). [3] [5] [6] Источники были обнаружены с помощью дистанционно управляемого подводного аппарата .
Поле выхода получило название «Замок Локи», поскольку его форма напомнила его первооткрывателям фантастический замок. Ссылка на древнескандинавского бога обмана Локи . Это было сочтено «подходящим названием для поля, которое было так трудно обнаружить». [3]
В 2010 году из области жерла были отобраны гравитационные керны глубиной 2 метра (6,6 фута). [2] [7]
Поле было повторно посещено GO Sars в 2018 и 2019 годах Геологической службой США и Университетом Бергена для взятия кернов осадочных пород. [8]
Замок Локи описывается в литературе как гидротермальное поле, находящееся под влиянием осадочных пород, размещенное в базальтах . Из-за изотопного состава бора гидротермальных жидкостей предполагается, что флюид жерла пополняется (или просачивается в морское дно) в регионах, плотно сконцентрированных с океаническими осадками, а не с неосадочной магматической породой склонов хребта. [9]
На жерловом поле было выявлено 21 тип минералов. [10] При отборе кернов в 2018 и 2019 годах в образцах был обнаружен тальк . [11]
По оценкам радиоуглеродного датирования , возраст самого древнего гидротермального материала на месторождении составляет более 9100 лет. [8]
Поле жерла состоит из двух 20–30-метровых (66–98 футов) сульфидных холмов , каждый 150–200 метров (490–660 футов) в поперечнике, и соединяется в один составной холм. Размер сопоставим с размером поля TAG на Срединно-Атлантическом хребте , одного из крупнейших известных гидротермальных полей по состоянию на 2010 год. [2] Участник экспедиции 2008 года, океанограф Марвин Лилли, предположил, что это может быть крупнейшее подобное месторождение, когда-либо виденное на морском дне. [3]
Пять активных дымоходов Замка Локи выбрасывают воду температурой до 320 °C (608 °F) и располагаются на огромной куче сульфидных минералов, диаметр которой у основания составляет около 251 метра (825 футов), а на вершине — около 90 метров (300 футов). [3] Активные дымоходы в основном черного цвета, но покрыты матами белых бактерий, которые живут на минералах и материалах, выбрасываемых отверстиями. Более старые дымоходы имеют пятнистый красный цвет из-за наличия отложений окисленного железа. [3]
Четыре отдельных высокотемпературных дымохода были отобраны в период с 2008 по 2009 год: Жуан , Менора , Кэмел и Слипи . Дымоходы в основном состоят из сфалерита , пирита и пирротина , а также небольшого количества халькопирита . [2] Небольшие баритовые дымоходы (высотой <1 метра (3 фута 3 дюйма)) расположены к востоку от основного поля, где вентиляция менее выражена. [12] Этот участок системы называют Баритовым полем . [8]
Жидкости замка Локи богаты летучими газами, а именно сероводородом , водородом и метаном . [12] Месторождение также связано с высокими концентрациями углеводородов , аммония и щелочности , при этом оно обеднено растворенным железом и марганцем. [8] pH жидкости из высокотемпературных мест кислый, в пределах от 5,5 до 6,1. [2]
Щетинистый червь Nicomache lokii ( Maldanidae ) считается ключевым видом в фауне, окружающей гидротермальные источники в этом районе. [13] Этот вид является одним из более чем десяти видов, которые были недавно обнаружены здесь. [14]
Трубчатые черви Sclerolinum contortum встречаются на месторождении на самых крупных сульфидных насыпях. [2] Амфиподы Melitidae встречаются среди трубчатых червей и обычны в расщелинах дымоходов.
В замке Локи есть плотные маты бактерий на и вокруг отверстий, которые используют минералы и соединения, выбрасываемые отверстиями. Распространенными среди них являются Epsilonproteobacteria и Gammaproteobacteria , которые окисляют обильный водород и сероводород и образуют биопленки на активных поверхностях дымоходов. [12] Thaumarchaeota были обнаружены на менее активных участках дымоходов. Sulfurovum доминируют в микробных матах. Образцы 2008 и 2010 годов содержали разнообразные Chlamydiae . [15]
Предварительные наблюдения показали, что теплая область вокруг источников Замка Локи представляет собой морской экотоп, населенный, по-видимому, уникальными и разнообразными микроорганизмами , в отличие от других наблюдаемых экосистем морских гидротермальных источников . [3] Один из них, архейный тип под названием Lokiarchaeota , был обнаружен и назван в честь Замка Локи. [7] [16] [17] [18] Lokiarchaeota известна как потенциальная связь между прокариотами и эукариотами в трехдоменной системе жизни. [7]
Метагеномный анализ, проведенный Бэкстрёмом и др. в 2019 году, показал, что должна быть целая серия ранее неизвестных вирусов , известных как LCV или вирусы замка Локи. Это в первую очередь гигантские вирусы класса Megaviricetes в типе Nucleocytoviricota (NCLDV) в районе замка Локи. [19] Из 23 высококачественных геномных ячеек NCLDV:
Последовательность гена, подобная иридовирусу, получила название «LCIVAC01».