Plamy goràca na Ziemi

Poszukiwania

ukrytych êróde∏ ciep∏a na Ziemi

wkraczajà w nowà faz´

N

iczym nieruchome palniki
umocowane pod przesuwajà-
cà si´ stalowà p∏ytà tzw. pla-

my goràca – strumienie ciep∏a wydoby-
wajàcego si´ z g∏´bi p∏aszcza Ziemi –
podgrzewajà przemieszczajàce si´ p∏y-
ty tektoniczne. Pozostawione przez nie
Êlady to wulkany, zwykle rozmieszczo-
ne w postaci d∏ugich ∏aƒcuchów od-
zwierciedlajàcych epizody gwa∏townych
wyp∏ywów magmy. Geologowie pró-
bowali niejednokrotnie odnaleêç kopal-
ne Êlady takich wyp∏ywów i zidenty-
fikowaç odpowiadajàce im g∏´boko
pogrzebane êród∏a ciep∏a. Opracowana
niedawno przez Paula Wessela oraz Lo-
rena W. Kroenkego i przedstawiona na
ostatnim posiedzeniu American Geo-

physical Union metoda poszukiwaƒ po-
zwoli zapewne lokalizowaç te ukryte
pod oceanami êród∏a goràca ∏atwiej i do-
k∏adniej ni˝ kiedykolwiek przedtem.

Technika nazwana hot-spottingiem

(hot-spot – plama goràca) powsta∏a
w zwiàzku z nowymi przemyÊleniami
na temat geometrii ruchów p∏yt litosfe-
rycznych. Dotychczas geologowie mu-
sieli znaç wiek ró˝nych wulkanów
utworzonych dzi´ki plamie goràca, aby
okreÊliç jej po∏o˝enie. Znajàc dawne kie-
runki ruchu p∏yt w stosunku do stabil-
nych goràcych punktów, mogli zlokali-
zowaç miejsca wznoszenia si´ magmy
przez ekstrapolacj´ po∏o˝enia sekwencji
kolejnych wulkanów. Post´powanie ta-
kie w przypadku p∏yt oceanicznych nie
zawsze jest s∏uszne, gdy˝ wiek wyga-
s∏ych wulkanów podmorskich okreÊla
si´ w bardzo skomplikowany sposób,
dost´p do tych obiektów bywa zaÊ zwy-
kle utrudniony. Dlatego te˝ metoda ta
nie pozwala cz´sto na dok∏adnà lokali-
zacj´ plam goràca.

Gdy Wessel rozpoczyna∏ badania p∏y-

ty pacyficznej, jego rozumowanie w ni-
czym nie odbiega∏o od przyj´tych wów-

czas standardowych za∏o˝eƒ. Pope∏ni∏
jednak b∏àd podczas programowania
swego komputera do wykonania nie-
zb´dnych wyliczeƒ. „Zamiast otrzymaç
oczekiwanà trajektori´ [wzd∏u˝ ∏aƒcu-
cha wulkanicznych gór oceanicznych]
dosta∏em coÊ zupe∏nie innego” – wspo-
mina. Poszukujàc b∏´du w programie,
uÊwiadomi∏ sobie, ˝e w∏aÊnie dzi´ki po-
my∏ce trafi∏ na Êlad nowego rozwiàza-
nia. Stwierdzi∏, ˝e wyznaczony przez
niego dziwny ciàg podwodnych wul-
kanów powsta∏ych w ciàgu stuleci od-
zwierciedla∏ wszystkie mo˝liwe po∏o-
˝enia plam goràca.

Nie znajàc wieku wyniesieƒ wulka-

nicznych, Wessel nie potrafi∏ ustaliç,
w którym punkcie wyliczonej trajekto-
rii mog∏o si´ znajdowaç êród∏o ciep∏a.
Uczyni∏ jednak dodatkowy krok, który
okaza∏ si´ decydujàcy: „Próbowa∏em na-
nosiç na wykres ró˝ne góry podwodne
i wówczas zauwa˝y∏em, ˝e linie, wzd∏u˝
których one le˝à, przecinajà si´.” Istot-
nie, zastosowanie tej metody w przy-
padku wszystkich wysp i gór wul-
kanicznych (nale˝àcych do Grzbietu
Hawajskiego i Grzbietu Cesarskiego)
utworzonych przez archetypowà hawaj-
skà plam´ goràca w efekcie da∏o na ma-
pie wyraênà liter´ X i umo˝liwi∏o do-
k∏adne okreÊlenie miejsca obecnego
wulkanizmu.

Zlokalizowanie tego wyraênego êró-

d∏a ciep∏a w centralnej cz´Êci Pacyfiku
nie by∏o zbyt wielkim osiàgni´ciem.
W koƒcu ka˝dy mieszkaniec wielkiej
wyspy Hawaii wie, ˝e pod nià znajdu-
je si´ plama goràca. Tyle ˝e Wessel
i Kroenke zastosowali swà metod´ do
rekonstrukcji ruchów p∏yty pacyficznej
w przesz∏oÊci. Dzi´ki temu dowie-
dzieli si´ wielu ciekawych rzeczy o in-
nych plamach goràca pod dnem Oce-
anu Spokojnego.

Najciekawsze wyniki uzyskali, gdy

zautomatyzowali metod´ poszukiwa-
nia i zastosowali jà do ca∏ej bogatej ko-
lekcji podwodnych gór pacyficznych
znanych dzi´ki – niedawno odtajnio-
nym – radarowym danym satelitarnym.
Zastosowanie nowej techniki pomog∏o
ustaliç, ˝e mniej wyraêne ∏aƒcuchy wul-
kaniczne nie wskazujà na ÊciÊle okreÊlo-
ny punkt w przestrzeni. Le˝àce u ich
pod∏o˝a plamy goràca mog∏y si´ wi´c
przemieÊciç z czasem. Okaza∏o si´ rów-
nie˝, ˝e okreÊlajàcy po∏o˝enie plamy go-
ràca Louisville znak X na po∏udniowym
Pacyfiku nie znajdowa∏ si´ tam, gdzie
oczekiwano. Otrzymany rezultat wska-
zywa∏ na punkt le˝àcy oko∏o 400 km

10 Â

WIAT

N

AUKI

Czerwiec 1997

NAUKA

I

LUDZIE

GEOLOGIA

X WSKAZUJE PLAM¢ GORÑCA pod wyspà Hawaii. Spowodowane przez nià

wyp∏ywy magmy przyczyni∏y si´ do powstania ∏aƒcucha wysp wulkanicznych.

Inny znak X pokazuje lokalizacj´ plamy goràca Louisville na po∏udniowym Pacyfiku.

PLAMA GORÑCA
HAWAJÓW

PAUL WESSEL

PLAMA GORÑCA

LOUISVILLE

Apetyt na szafran

Hiszpanie szukajà

genów odpowiedzialnych

za powstawanie tej przyprawy

W

regionie La Mancha, rozs∏a-
wionym przez b∏´dnego ry-
cerza Don Kichota, rolnicy

schylajà si´ nisko nad fioletowymi dy-
wanami szafranu uprawnego (inaczej
krokusa uprawnego, Crocus sativus –
przyp. t∏um.), aby zbieraç pàki kwiato-
we zawierajàce najdro˝szà przypraw´
Êwiata – szafran. W ciàgu ostatnich kil-
ku lat zbiory by∏y zmienne z powodu
pogody, a konkurencja innych krajów
zaszkodzi∏a eksportowi z Hiszpanii.
Aby zaradziç tym zagro˝eniom, hisz-
paƒscy naukowcy rozwa˝ajà teraz mo˝-
liwoÊç wykorzystania biotechnologii
w celu zwi´kszenia produkcji.

Szafran z La Manchy, s∏ynàcy ze swej

barwy, smaku i aromatu, osiàga cen´
nawet 125 tys. peset (oko∏o 925 dolarów)
za kilogram, szafran zaÊ z innych kra-
jów, takich jak Iran i Grecja, kosztuje nie
wi´cej ni˝ 30–40 tys. peset (220–295 do-
larów). Znaczna ró˝nica w cenie kusi
oszustów, aby sprzedawaç gorsze od-
miany jako szafran hiszpaƒski. Takie
praktyki z kolei spowodowa∏y, ˝e po-
wo∏ano specjalnà komisj´, która b´dzie
banderolowaç oryginalny szafran z re-
gionu La Mancha. Przewodniczàcy tej
komisji, Antonio Garcia, stwierdzi∏, ˝e
zrobi wszystko, aby „chroniç unikalne
w∏aÊciwoÊci szafranu hiszpaƒskiego”.

Tymczasem badacze z Universidad

Castilla-La Mancha dà˝à do tego, by od-
miana hiszpaƒska sta∏a si´ bardziej do-
st´pna. W ciàgu ostatnich dwu lat opie-
rali si´ oni na tradycyjnych metodach
hodowli roÊlin, takich jak analizowanie
warunków uprawy i selekcjonowanie
najdorodniejszych okazów szafranu

uprawnego oraz klonowanie (czyli roz-
mna˝anie wegetatywne) dwóch lub
trzech okazów o najlepszych cechach.
Stwierdzono, ˝e regulowanie iloÊci wo-
dy, Êwiat∏a i innych czynników znacznie
zwi´ksza wydajnoÊç. Niestety okaza∏o
si´, ˝e zabiegi te powodujà obni˝enie
wartoÊci smakowych najwa˝niejszej cz´-
Êci kwiatu, czyli znamion s∏upka (orga-
nów ˝eƒskich), z których otrzymuje si´
t´ drogocennà przypraw´.

Z tych te˝ wzgl´dów naukowcy z Ca-

stilla-La Mancha zwrócili si´ ku biologii
molekularnej i genetyce. Szczególnie za-
interesowa∏y ich amerykaƒskie badania
nad rzodkiewnikiem pospolitym (Arabi-
dopsis thaliana), który nazywa si´ te˝
„zielskiem laboratoryjnym”. Wykaza∏y
one, ˝e przekszta∏cenie pewnych genów
mo˝e prowadziç do zwielokrotnienia
organów p∏ciowych. Jeden z genów
zwany Superman po zmutowaniu po-

woduje podwojenie liczby pr´cików
(m´skich cz´Êci kwiatu). Jody Banks, bo-
tanik z Purdue University, sàdzi, ˝e po-
dobne manipulacje genetyczne zwi´k-
szà plony szafranu.

Odszukanie tych genów jednak nie

b´dzie ∏atwe. Genetyk w Castilla-La
Mancha, Horatio López Córcoles,
ubolewa, ˝e Êrodki finansowe na ten cel
sà niedostateczne – znacznie poni˝ej
500 tys. dolarów rocznie – sekwencjo-
nowanie wi´c genomu szafranu mo˝e
potrwaç d∏ugo. (Zauwa˝y∏ te˝, ˝e Sta-
ny Zjednoczone i Wielka Brytania wy-
dajà wi´ksze sumy na badania tej roÊli-
ny, choç w celach leczniczych, a nie
kulinarnych.) Niemniej zarówno na-
ukowcy, jak i entuzjaÊci przyprawionej
szafranem paelli majà nadziej´, ˝e wszy-
stkie te przedsi´wzi´cia nie oka˝à si´
walkà z wiatrakami.

Erica Garcia

Â

WIAT

N

AUKI

Czerwiec 1997 11

BOTANIKA

MIESZKA¡CY REGIONU LA MANCHA zbierajà r´cznie kwiaty szafranu,

dlatego przyprawa produkowana ze znamion s∏upka jest tak droga.

CEFRAN

na po∏udnie od miejsca, w którym wi´k-
szoÊç badaczy lokalizowa∏a ukryte êró-
d∏o ciep∏a.

Na obszarze Polinezji Francuskiej, do-

k∏adnie w miejscu wskazanym przez
Wessela i Kroenkego, zarejestrowano
przed kilku laty osobliwe wstrzàsy sej-
smiczne. Nie wiedziano wówczas, co
z tym fantem zrobiç. „ZlokalizowaliÊmy
êród∏o, zaznaczyliÊmy je na mapie
i stwierdziliÊmy, ˝e dzieje si´ coÊ dziw-
nego” – wspomina Emile A. Okal, sej-
smolog pracujàcy w Northwestern Uni-
versity. Wraz ze swymi francuskimi
kolegami przekonali Louisa Géli z fran-

cuskiej agencji badaƒ oceanograficznych
IFREMER, by zajà∏ si´ tà sprawà. Przy-
gotowana przez nich ekspedycja wyru-
szy∏a w zesz∏ym roku.

Géli wraz ze wspó∏pracownikami

znaleêli „bardzo Êwie˝e” ska∏y wulka-
niczne spoczywajàce tu˝ pod dnem oce-
anu. Datowanie radiometryczne jednej
z próbek zdaniem Géliego pozwoli∏o
ustaliç „wiek zero w granicach b∏´du
pomiaru”. Stanowisko to wykazuje wi´c
wszelkie cechy aktywnej plamy goràca
znajdujàcej si´ pod powierzchnià. Géli
z ekipà próbujà teraz stwierdziç, czy
otrzymane ska∏y wulkaniczne istotnie

zawierajà geochemiczny zapis wskazu-
jàcy na plam´ goràca Louisville.

Okal, który nieÊmia∏o podejrzewa∏, ˝e

plama goràca Louisville mo˝e byç odpo-
wiedzialna za ostatnie ruchy sejsmiczne
na tym obszarze, jest pod szczególnym
wra˝eniem osiàgni´ç Wessela dokona-
nych tylko na podstawie po∏o˝enia gór
podmorskich bez znajomoÊci ich wieku.
„To niesamowite, co potrafi∏ osiàgnàç,
rezygnujàc z po∏owy danych” – powia-
da. Jednak Wessel nie jest do koƒca dum-
ny ze swej nowej technologii: „Uda∏o mi
si´ przypadkiem, bo zawali∏em robot´.”

David Schneider