Ia tidak sukar untuk mencari keajaiban alam di Taman Negara Yellowstone, tetapi taman air panas terbesar di dunia mungkin menjadi yang paling luar biasa, dan bukan hanya untuk saiznya: digelar Grand Prismatic Spring, mata air panas memancarkan air yang sangat panas-dan warna prisma yang menakjubkan- dari pusatnya.
Grand Prismatic Spring dari sudut pandangan yang tinggi. Taman Negara Yellowstone, Wyoming, Amerika Syarikat. (© Don Johnston / Semua Foto Kanada / Corbis) Jangan laraskan tetapan warna anda - Grand Prismatic Spring benar-benar berwarna pelangi, mengikuti spektrum cahaya putih melalui prisma (merah ke biru). Musim bunga pertama dijelaskan secara rasmi, dan dinamakan, oleh Ekspedisi Hayden pada tahun 1871, yang merupakan penerokaan yang pertama dibiayai oleh federal yang menjadi Yellowstone. Ketua ekspedisi, Ferdinand Hayden, menulis:
Tidak ada apa-apa yang diilhamkan oleh seni manusia dapat menyamai kejelasan yang luar biasa dan kelezatan warna mata air prismatik yang luar biasa ini. Kehidupan menjadi satu keistimewaan dan berkat setelah seseorang melihat dan merasakan kemahiran jenis licik alam yang tiada tandingannya.
Tetapi apa yang menyebabkan pewarna musim panas yang indah itu? Ini semua terima kasih kepada bakteria penyayang haba yang memanggil rumah musim bunga.
Warna yang berbeza bermakna kehidupan yang berlainan pada musim bunga. (© klaus Lang / Semua Foto Kanada / Corbis) Mata air panas terbentuk apabila air panas muncul melalui retakan di permukaan Bumi. Tidak seperti geysers, yang mempunyai halangan di permukaan (oleh itu letusan mereka), air dari mata air panas mengalir tidak terhalang, mencipta kitaran tanpa henti air panas yang meningkat, menyejukkan dan jatuh. Di Grand Prismatic Spring, kitaran berterusan ini membuat cincin suhu yang berbeza di sekitar pusat: gelembung air yang sangat panas dan sangat panas dari tengah dan perlahan-lahan sejuk kerana ia merebak di permukaan besar-besaran musim bunga (370 kaki di seluruh).
Air di tengah-tengah musim bunga yang gelembung sehingga 121 kaki dari bilik bawah tanah, dapat mencapai suhu sekitar 189 darjah Fahrenheit, yang menjadikannya terlalu panas untuk mengekalkan kehidupan yang paling banyak (sesetengah kehidupan tidak wujud, tetapi terhad kepada organisma yang menyuap bahan kimia bukan organik seperti gas hirdogen). Oleh kerana terdapat sedikit ruang hidup di tengah kolam, air kelihatan sangat jelas, dan mempunyai warna biru yang indah (berkat penyebaran panjang gelombang biru-alasan yang sama dengan lautan dan tasik kelihatan biru ke mata kasar). Tetapi apabila air menyebar dan menyejukkan, ia membentuk bulatan sepusat dalam suhu yang berbeza-seperti patung matryoshka yang disusun, jika setiap anak patung menandakan suhu yang berbeza. Dan cincin suhu yang berbeza adalah kunci, kerana setiap cincin menghasilkan persekitaran yang sangat berbeza yang dihuni oleh berbagai jenis bakteria. Dan ia adalah jenis bakteria yang memberikan musim semi warna prisma.
Dalam cincin ini hidup organisma yang berbeza, termasuk cyanobacteria, sejenis bakteria yang memperoleh tenaga melalui fotosintesis. Lihatlah band pertama di luar tengah-lihat warna kuning? Itulah terima kasih kepada jenis cyanobacteria tertentu, Synechococcus, yang hidup dalam band suhu tertentu di bawah tekanan ekstrem. Suhu air itu hanya cukup sejuk untuk didiami, pada suhu 165 ° F, tetapi bakteria lebih suka suhu mendekati 149 ° F. Tetapi banyak cahaya juga memperkenalkan tekanan kepada habitat Synechococcus .
Grand Prismatic Spring mendapat warna pelangi dari pelbagai organisma yang hidup di dalamnya. (© Frank Lukasseck / Corbis) Kawasan di sekitar Grand Prismatic Spring hampir tiada pokok, atau apa-apa jenis naungan. Itu bukan masalah bagi pelancong, tetapi juga cabaran bagi Synechococcus . Tidak ada yang melarikan diri dari matahari, dan pada ketinggian tinggi Yellowstone, cahaya ultraviolet dari sinar matahari menjadi sangat, sangat keras.
Tetapi walaupun mereka hidup dalam air yang terlalu terdedah dan terlalu panas, Synechococcus berjaya bertahan, melalui keseimbangan pigmen fotosintetik-sebatian kimia yang mencerminkan hanya panjang gelombang tertentu cahaya yang kelihatan, menjadikannya kelihatan pelbagai warna. Pigmen utama untuk fotosintesis adalah klorofil, yang kita lihat sebagai hijau. Tetapi paras klorofil boleh, pada masa-masa, dilepasi oleh pigmen aksesori yang dikenali sebagai karotenoid. Karotenoid merah, oren atau kuning; kuning Synechococcus adalah pigmen yang sama, beta-Carotene, yang dalam kepekatan yang tinggi menjadikan oren yang kita lihat dalam wortel.
Carotenoids melindungi sel-sel Synechococcus dari sinar matahari yang melampau, dengan menangkap gelombang panjang yang keras (seperti ultraviolet) dan melepaskan tenaga tersebut kepada pigmen klorofil, yang kemudiannya mengubah tenaga cahaya menjadi tenaga kimia. Oleh itu, kerana Synechococcus yang tinggal di band suhu kuning hidup di bawah keadaan yang keras, mereka menghasilkan lebih banyak karotenoid daripada jika mereka hidup dalam keadaan suhu optimum (seperti dalam cincin luar), memberikan warna kuningnya. Sekiranya anda ingin mengurangkan jumlah Synechococcus yang kecil di atas paras suhu itu, atau mencari Synechococcus yang hidup di bawah sinar matahari yang kurang keras, Synechococcus akan kelihatan lebih seperti alga biru-hijau yang kita biasa lihat di dalam tasik dan kolam di tempat lain. Oleh kerana warna Synechococcus sangat bergantung kepada cahaya matahari, ia juga bermakna bahawa pada musim sejuk, ketika matahari kurang keras, bakteria menghasilkan sedikit karotenoid, dan oleh itu kelihatan kurang kuning, dan lebih hijau-hijau.
Melangkah keluar dari jalur kuning, suhu mata air panas mula sejuk, dan apabila suhu sejuk, satu set bakteria yang lebih pelbagai dapat berkembang. Synechococcus masih hidup di jalur oren (iaitu sekitar 149 darjah Fahrenheit), tetapi mereka disertai dengan satu lagi jenis bakteria, yang dikenali sebagai bakteria chloroflexi. Sesetengah bakteria chloroflexi juga fotosintesis, tetapi menghasilkan tenaga menggunakan pelbagai jenis klorofil dan jenis karotenoid yang berbeza, yang dikenali sebagai warna yang sedikit berbeza. Hasil bersih dari kepelbagaian warna ini adalah warna oranye yang anda lihat dalam gambar-itu bukanlah setiap bakteria muncul sebagai oren secara individu, tetapi warna komposit dari semua bakteria yang berbeda dilihat bersama adalah oren. Dan warna oren, seperti kuning di cincin di sebelahnya, berasal dari karotenoid, yang menghasilkan bakteria ini untuk membantu melindungi diri mereka dari cahaya matahari Yellowstone yang keras.
Cincin terluar adalah yang paling sejuk, sekitar 131 ° F, dan rumah kepada komuniti bakteria yang paling pelbagai. Oleh kerana lebih banyak organisma dapat hidup di cincin terluar, campuran pelbagai karotenoid mereka menghasilkan warna paling gelap semua-jenis coklat merah yang anda lihat dalam foto.
Bergantung kepada musim, warna musim bunga boleh berubah-ubah. (© David Santiago Garcia / Aurora Foto / Corbis) Untuk melihat Grand Prismatic Spring semasa di Yellowstone, menuju ke Midway Geyser Basin, kira-kira separuh jalan antara kawasan Madison dan Old Faithful di taman. Dari tempat letak kereta di sana, ambil jejak selatan ke arah Sungai Firehole. Laluan ini akan membawa anda bersama dengan mata air panas, tetapi untuk melihat pemandangan musim bunga yang benar-benar hebat, dapatkan ketinggian. Cobalah berjalan kaki ke Midway Bluff, yang menawarkan pandangan yang luas dari Lembangan Midway dan mata air panas di bawah.
