Почему Большой призматический источник Йеллоустон окрашен в яркие цвета

Большой призматический источник Йеллоустонского национального парка — крупнейший термальный источник в США и третий по величине в мире. Но сам размер этого водоема шириной 61-100 метров и глубиной почти 50 метров не делает его самой фотографируемой достопримечательностью Йеллоустона.

Впервые названный в 1871 году, Большой призматический источник получил свое название благодаря четким и ярким кольцам, окружающим его. Разница в цвете воды для каждого кольца зависит от разницы в температуре воды. Это также означает, что времена года влияют на цвет весенних вод, причем более глубокие цвета появляются в летние месяцы.

В то время как гейзеры выбрасывают горячую воду через препятствия на поверхности земли, термальные источники образуются при отсутствии препятствий, позволяя горячей воде постоянно вытекать из трещин в земле.

Эта перегретая вода скапливается посреди источника, где ее температура составляет 87°C. По мере того, как он распространяется дальше от центра источника, температура падает, создавая градиент температуры воды, удаляющейся от источника.

Но как это объясняет цвет? Яркие кольца источника на самом деле исходят от различных типов термофильных бактерий, способных выживать при различных температурах воды. 

Синий

Бурлящий темно-синий центр источника - самая горячая часть объекта. Эти температуры, близкие к температуре кипения, не подходят для поддержания жизни большинства бактерий. Единственные бактерии, способные выжить в этих условиях, питаются газообразным водородом и другими неорганическими химическими веществами, а не органическими веществами. 

По этой причине темно-синий оттенок центра источника вызван тем же, что делает океан синим, — рассеянием синих длин волн.

Эта невероятно прозрачная вода темно-синего цвета почти не подвержена влиянию мутных загрязняющих веществ, поэтому, когда световые волны проходят через нее, красные длины волн быстро поглощаются, а синие волны проникают в глубины источника. Молекулы воды рассеивают волны синего цвета и отражают их обратно к глазу, заставляя воду иметь постоянный синий оттенок.

Желтый

Вокруг синего центра находится кольцо желтого цвета. Вода в этом районе имеет температуру около 74 ° C, что все еще в значительной степени непригодно для жизни, за исключением одного типа цианобактерий, называемого Synechococcus.

Группа одноклеточных цианобактерий Synechococcus довольно широко распространена в морской среде, где их фотосинтетические пигменты делают их окрашенными в различные цвета. 

Их цвет создается фотосинтетическими пигментами: в весенних водах Synechococcus имеет более низкие уровни пигмента хлорофилла, которые обычно выглядят зелеными, и более высокие уровни каротиноидных пигментов, которые выглядят оранжевыми или желтыми.

Использование каротиноидного пигмента защищает синехококк от прямых и постоянных солнечных лучей весной. Каротиноиды способны поглощать вредные ультрафиолетовые лучи и продолжать процесс фотосинтеза.

Оранжевый

По мере дальнейшего охлаждения воды в следующем слое все больше бактерий могут выжить и присоединиться к Synechococcus в красочном супе из бактерий. Температура воды на этом этапе составляет около 65°C, что достаточно прохладно для поддержания жизнедеятельности хлоробактерий. 

Хлоробактерии, или бактерии Chloroflexi, представляют собой разнообразный тип, который процветает при высоких температурах и вырабатывает энергию посредством фотосинтеза.

Хотя все бактерии на этом уровне по-прежнему получают свой цвет в результате фотосинтеза, в частности, благодаря каротиноидному пигменту, все они производят немного разные оттенки красного и желтого. Это то, что вызывает более темный вид оранжевого кольца, так как это комбинация нескольких разных оттенков бактерий.

Красный

Последнее кольцо Grand Prismatic Spring имеет более комфортную температуру 55°C. При этой температуре большее количество бактерий способно выживать и процветать, добавляя мутности предыдущему слою и создавая красновато-коричневый цвет.