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येलोस्टोन के इंद्रधनुषी हॉट स्प्रिंग के पीछे का विज्ञान

येलोस्टोन नेशनल पार्क के भीतर प्राकृतिक अजूबों को खोजना मुश्किल नहीं है, लेकिन पार्क का सबसे बड़ा गर्म पानी का झरना सबसे उल्लेखनीय हो सकता है, और न केवल इसके आकार के लिए: ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग को डब किया गया, हॉट स्प्रिंग बेहद गर्म पानी को बिखेरता है - और तेजस्वी प्रिज्मीय रंग- इसके केंद्र से।

उच्च दृष्टिकोण से ग्रांड प्रिज्मीय स्प्रिंग। येलोस्टोन नेशनल पार्क, व्योमिंग, संयुक्त राज्य अमेरिका। उच्च दृष्टिकोण से ग्रांड प्रिज्मीय स्प्रिंग। येलोस्टोन नेशनल पार्क, व्योमिंग, संयुक्त राज्य अमेरिका। (© डॉन जॉनसन / ऑल कनाडा फोटो / कॉर्बिस)

अपनी रंग सेटिंग्स को समायोजित न करें - एक प्रिज्म (लाल से नीला) के माध्यम से सफेद प्रकाश के स्पेक्ट्रम के बाद, ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग वास्तव में इंद्रधनुष के रंग का है। वसंत को पहली बार आधिकारिक तौर पर वर्णित किया गया था, और 1871 में हेडन अभियान द्वारा नामित किया गया था, जो कि येलोस्टोन बन गया था, जो पहले संघ द्वारा वित्त पोषित अन्वेषण था। अभियान के नेता, फर्डिनेंड हेडन ने लिखा:

मानव कला द्वारा कल्पना की गई कोई भी चीज इन उल्लेखनीय प्रिज्मीय झरनों के रंग की विशदता और नाजुकता के बराबर नहीं हो सकती है। जीवन एक विशेषाधिकार बन जाता है और एक के बाद एक आशीर्वाद और प्रकृति के चालाक कौशल के इन अतुलनीय प्रकारों को देखा और महसूस किया है।

लेकिन क्या गर्म वसंत के शानदार रंग का कारण बनता है? यह सभी गर्मी-प्यार करने वाले बैक्टीरिया के लिए धन्यवाद है जो वसंत घर कहते हैं।

अलग-अलग रंग का अर्थ है वसंत में अलग-अलग जीवन। अलग-अलग रंग का अर्थ है वसंत में अलग-अलग जीवन। (© klaus Lang / सभी कनाडा तस्वीरें / कॉर्बिस)

गर्म झरने तब बनते हैं जब गर्म पानी पृथ्वी की सतह में दरार के माध्यम से निकलता है। गीजर के विपरीत, जिसमें सतह के पास अवरोध होते हैं (इसलिए उनका विस्फोट), गर्म झरनों से पानी बिना रुकावट बहता है, जिससे गर्म पानी का एक नॉनस्टॉप चक्र उठता है, ठंडा होता है और गिरता है। ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग में, यह निरंतर चक्र केंद्र के चारों ओर अलग-अलग तापमानों के छल्ले बनाता है: बहुत, बहुत गर्म पानी के बुलबुले बीच से उठते हैं और धीरे-धीरे ठंडा होते हैं क्योंकि यह वसंत की विशाल सतह (370 फीट के पार) में फैल जाता है।

वसंत के केंद्र में पानी, जो भूमिगत कक्षों से 121 फीट की दूरी पर होता है, लगभग 189 डिग्री फ़ारेनहाइट तक तापमान तक पहुँच सकता है, जो कि अधिकांश जीवन को बनाए रखने के लिए बहुत गर्म होता है (कुछ जीवन अस्तित्व में नहीं है, लेकिन जीवों तक सीमित है जो इसे खिलाते हैं अकार्बनिक रसायनों की तरह hyrdogen गैस)। क्योंकि पूल के केंद्र में रहने वाले बहुत कम हैं, पानी बेहद स्पष्ट दिखता है, और इसमें एक सुंदर, गहरा-नीला रंग होता है (नीले तरंग दैर्ध्य के बिखरने के लिए धन्यवाद - एक ही कारण महासागरों और झीलें नग्न आंखों के लिए नीली दिखाई देती हैं)। लेकिन जैसे ही पानी फैलता है और ठंडा होता है, यह अलग-अलग तापमानों के संकेंद्रित घेरे बनाता है - जैसे स्टैकिंग मैट्रीशोका गुड़िया, यदि प्रत्येक गुड़िया ने एक अलग तापमान का संकेत दिया। और ये अलग-अलग तापमान के छल्ले महत्वपूर्ण हैं, क्योंकि प्रत्येक अंगूठी विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया द्वारा बसे हुए एक बहुत ही अलग वातावरण बनाती है। और यह विभिन्न प्रकार के बैक्टीरिया हैं जो वसंत को अपने प्रिज्मी रंग देते हैं।

इन वलयों के भीतर विभिन्न जीव-जंतु रहते हैं, जिनमें साइनोबैक्टीरिया, एक प्रकार के बैक्टीरिया होते हैं जो प्रकाश संश्लेषण के माध्यम से अपनी ऊर्जा प्राप्त करते हैं। बीच के बाहर पहले बैंड को देखें - उस पीले रंग को देखें? यह एक विशेष प्रकार के सायनोबैक्टीरिया, सिंटिकोकोकस के लिए धन्यवाद है, जो अत्यधिक तनाव के तहत उस विशेष तापमान बैंड में रहता है। उस पानी का तापमान बस रहने के लिए काफी मुश्किल से ठंडा होता है, 165 ° F पर, लेकिन बैक्टीरिया तापमान को 149 ° F के करीब रखना पसंद करते हैं। लेकिन प्रकाश की एक बहुतायत भी Synechococcus निवास स्थान पर तनाव का परिचय देती है।

ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग को अपने इंद्रधनुष के रंगों को उसमें रहने वाले विभिन्न जीवों से मिलता है। ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग को अपने इंद्रधनुष के रंगों को उसमें रहने वाले विभिन्न जीवों से मिलता है। (© फ्रैंक लुकासक / कॉर्बिस)

ग्रांड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग के आसपास का क्षेत्र वस्तुतः पेड़ों, या किसी भी प्रकार की छाया से रहित है। यह केवल पर्यटकों के लिए एक समस्या नहीं है, यह सिंटिकोकोकस के लिए भी एक चुनौती है। सूरज से कोई बच नहीं रहा है, और येलोस्टोन के उच्च ऊंचाई पर, सूरज की किरणों से पराबैंगनी प्रकाश अत्यंत, अत्यंत कठोर हो जाता है।

लेकिन भले ही वे बहुत अधिक और बहुत गर्म पानी में रह रहे हों, सिन्थोकोकस प्रकाश संश्लेषक वर्णक-रासायनिक यौगिकों के संतुलन के माध्यम से जीवित रहने का प्रबंधन करते हैं, जो दृश्य प्रकाश के केवल कुछ तरंग दैर्ध्य को दर्शाते हैं, जिससे वे विभिन्न रंगों में दिखाई देते हैं। प्रकाश संश्लेषण के लिए प्राथमिक वर्णक क्लोरोफिल है, जिसे हम हरे रंग के रूप में देखते हैं। लेकिन क्लोरोफिल का स्तर, कभी-कभी, कैरोटीनॉइड के रूप में जाना जाने वाले एक सहायक वर्णक द्वारा पार किया जा सकता है। कैरोटेनॉयड्स लाल, नारंगी या पीले होते हैं; सिंटिकोकोकस का पीला बिल्कुल एक ही रंगद्रव्य है, बीटा-कैरोटीन, जो उच्च सांद्रता में नारंगी को हम गाजर में देखते हैं।

कैरोटिनॉइड कठोर वेवलेंग्थ (जैसे कि पराबैंगनी) पर कब्जा करके और उस ऊर्जा को क्लोरोफिल पिगमेंट में पारित करके, जो तब रासायनिक ऊर्जा में प्रकाश ऊर्जा को परिवर्तित करते हैं, चरम सूर्य के प्रकाश से सिनटेकोकोकस कोशिकाओं की रक्षा करते हैं। इसलिए, चूंकि पीले तापमान बैंड में रहने वाले सिंटिकोकोकस कठोर परिस्थितियों में रहते हैं, इसलिए वे अधिक कैरोटिनॉयड का उत्पादन करते हैं यदि वे इष्टतम तापमान स्थितियों (जैसे बाहरी रिंगों) में रह रहे थे, तो बैंड को अपना पीला रंग दे रहा था। यदि आप उस तापमान बैंड के शीर्ष से सिन्टिकोकोकस की एक छोटी मात्रा को स्किम करने के लिए थे, या सिंटिकोकोकस को जीवित रहने का पता लगाएं, जहां कम कठोर धूप होती है, तो सिंटिकोकोकस नीले-हरे रंग की शैवाल की तरह दिखाई देगा जिसका उपयोग हम झीलों में देखने के लिए करते हैं। और तालाब कहीं और। चूँकि Synechococcus का रंग सूर्य के प्रकाश पर इतना निर्भर होता है, इसका मतलब यह भी है कि सर्दियों में, जब सूरज कम कठोर होता है, बैक्टीरिया कम कैरोटिनॉयड का उत्पादन करते हैं, और इसलिए कम पीला, और अधिक नीला-हरा दिखाई देते हैं।

पीले बैंड से बाहर की ओर बढ़ने पर, गर्म झरने का तापमान ठंडा होने लगता है, और जैसे-जैसे तापमान ठंडा होता है, बैक्टीरिया के जीवन का एक अधिक विविध सेट पनप सकता है। सिंटिकोकोकस अभी भी नारंगी बैंड में रहते हैं (जो लगभग 149 डिग्री फ़ारेनहाइट है), लेकिन वे एक अन्य प्रकार के बैक्टीरिया से जुड़ते हैं, जिसे क्लोरोफ्लेक्सी बैक्टीरिया के रूप में जाना जाता है। कुछ क्लोरोफ्लेक्सी बैक्टीरिया भी प्रकाश संश्लेषक होते हैं, लेकिन विभिन्न प्रकार के क्लोरोफिल और विभिन्न प्रकार के कैरोटेनॉइड्स का उपयोग करके ऊर्जा का उत्पादन करते हैं, जो थोड़े अलग रंगों के रूप में प्रकट होते हैं। इस रंग विविधता का शुद्ध परिणाम नारंगी रंग है जिसे आप चित्रों में देखते हैं - ऐसा नहीं है कि प्रत्येक जीवाणु व्यक्तिगत रूप से नारंगी के रूप में प्रकट होता है, लेकिन यह कि एक साथ देखे गए सभी अलग-अलग बैक्टीरिया का मिश्रित रंग नारंगी है। और वह नारंगी रंग, उसके बगल में रिंग में पीले रंग की तरह, कैरोटीनॉयड से आता है, जो ये बैक्टीरिया येलोस्टोन की गर्मियों के सूरज की कठोर रोशनी से खुद को ढालने में मदद करते हैं।

सबसे बाहरी वलय सबसे ठंडा है, लगभग 131 ° F पर, और बैक्टीरिया का सबसे विविध समुदाय का घर है। जैसा कि और भी जीव सबसे बाहरी रिंग में रहने में सक्षम हैं, उनके विभिन्न कैरोटीनॉइड का मिश्रण सभी का सबसे गहरा रंग पैदा करता है - तस्वीरों में आप जिस तरह का लाल भूरा रंग देखते हैं।

मौसम के आधार पर, वसंत का रंग उतार-चढ़ाव कर सकता है। मौसम के आधार पर, वसंत का रंग उतार-चढ़ाव कर सकता है। (© डेविड सैंटियागो गार्सिया / अरोरा तस्वीरें / कॉर्बिस)

येलोस्टोन में ग्रैंड प्रिज़मैटिक स्प्रिंग देखने के लिए, मिडवे गीजर बेसिन के लिए, पार्क के मैडिसन और ओल्ड फेथफुल क्षेत्रों के बीच लगभग आधा रास्ता। वहां की पार्किंग से, फायरहॉल नदी की ओर दक्षिण की ओर जाएँ। मार्ग आपको गर्म पानी के झरने के साथ ले जाएगा, लेकिन वसंत के रंगों के शानदार दृश्य के लिए, कुछ ऊंचाई प्राप्त करें। मिडवे ब्लफ तक लंबी पैदल यात्रा की कोशिश करें, जो मिडवे बेसिन और नीचे गर्म पानी के झरने का व्यापक दृश्य प्रस्तुत करता है।

येलोस्टोन के इंद्रधनुषी हॉट स्प्रिंग के पीछे का विज्ञान