Het is niet moeilijk om natuurlijke wonderen te vinden in Yellowstone National Park, maar de grootste hete bron van het park is misschien wel de meest opmerkelijke, en niet alleen voor zijn grootte: de Grand Prismatic Spring genoemd, de hete bron straalt extreem heet water - en een verbluffende prismatische kleur - vanuit het midden.
Grand Prismatic Spring vanuit hoog standpunt. Yellowstone National Park, Wyoming, Verenigde Staten. (© Don Johnston / All Canada Photos / Corbis) Pas uw kleurinstellingen niet aan - de Grand Prismatic Spring is echt regenboogkleurig en volgt het spectrum van wit licht door een prisma (rood naar blauw). De lente werd voor het eerst officieel beschreven en benoemd door de Hayden-expeditie in 1871, de eerste door de overheid gefinancierde verkenning van wat Yellowstone werd. De leider van de expeditie, Ferdinand Hayden, schreef:
Niets dat ooit door de menselijke kunst is bedacht, kan de eigenaardige levendigheid en delicatesse van kleur van deze opmerkelijke prismatische bronnen evenaren. Het leven wordt een voorrecht en een zegen nadat men deze onvergelijkbare soorten sluwheid van de natuur heeft gezien en grondig gevoeld.
Maar wat veroorzaakt de prachtige kleuring van de hete lente? Het is allemaal te danken aan de warmteminnende bacteriën die de lente naar huis roepen.
Verschillende kleuren betekent ander leven in de lente. (© klaus Lang / All Canada Photos / Corbis) Warmwaterbronnen vormen zich wanneer verwarmd water door scheuren in het aardoppervlak naar buiten komt. In tegenstelling tot geisers, die obstakels in de buurt van het oppervlak hebben (vandaar hun uitbarstingen), stroomt water uit hete bronnen onbelemmerd, waardoor een non-stop cyclus ontstaat van heet water dat stijgt, afkoelt en valt. In de Grand Prismatic Spring creëert deze constante cyclus ringen met verschillende temperaturen rond het midden: heel, heel heet water borrelt vanuit het midden op en koelt geleidelijk af terwijl het zich verspreidt over het massieve oppervlak van de veer (370 voet breed).
Water in het midden van de bron, dat 121 voet borrelt uit ondergrondse kamers, kan temperaturen bereiken rond 189 graden Fahrenheit, waardoor het te heet wordt om het meeste leven in stand te houden (sommige leven bestaat wel, maar het is beperkt tot organismen die zich voeden van anorganische chemicaliën zoals hyrdogen gas). Omdat er heel weinig in het midden van het zwembad leeft, ziet het water er extreem helder uit en heeft het een mooie, diepblauwe kleur (dankzij de verstrooiing van blauwe golflengtes - om dezelfde reden zien oceanen en meren blauw voor het blote oog). Maar terwijl het water zich verspreidt en afkoelt, creëert het concentrische cirkels met verschillende temperaturen - zoals een stapel matryoshkapop, als elke pop een andere temperatuur betekent. En deze verschillende temperatuurringen zijn belangrijk, omdat elke ring een heel andere omgeving creëert die wordt bewoond door verschillende soorten bacteriën. En het zijn de verschillende soorten bacteriën die de lente zijn prismatische kleuren geven.
Binnen deze ringen leven verschillende organismen, waaronder cyanobacteriën, een soort bacteriën die hun energie verkrijgen door fotosynthese. Kijk naar de eerste band buiten het midden - zie je die gele kleur? Dat is te danken aan een bepaald type cyanobacteriën, Synechococcus, dat in die bepaalde temperatuurband leeft onder extreme stressoren. De temperatuur van dat water is net nauwelijks koel genoeg om bewoonbaar te zijn, bij 165 ° F, maar de bacteriën geven de voorkeur aan temperaturen dichter bij 149 ° F. Maar een overvloed aan licht introduceert ook stress in de habitat van Synechococcus .
De Grand Prismatic Spring krijgt zijn regenboogkleuren van verschillende organismen die erin leven. (© Frank Lukasseck / Corbis) Het gebied rond de Grand Prismatic Spring is vrijwel leeg van bomen of enige vorm van schaduw. Dat is niet alleen een probleem voor toeristen, het is ook een uitdaging voor Synechococcus . Er is geen ontsnapping aan de zon, en op de grote hoogte van Yellowstone wordt het ultraviolette licht van de stralen van de zon extreem, extreem hard.
Maar hoewel ze in te blootgesteld en te heet water leven, slaagt Synechococcus erin te overleven, door een balans van fotosynthetische pigmenten - chemische verbindingen die alleen bepaalde golflengten van zichtbaar licht reflecteren, waardoor ze verschillende kleuren lijken. Het primaire pigment voor fotosynthese is chlorofyl, dat we als groen zien. Maar chlorofylgehaltes kunnen soms worden overtroffen door een extra pigment dat carotenoïden wordt genoemd. Carotenoïden zijn rood, oranje of geel; het geel van Synechococcus is precies hetzelfde pigment, beta-caroteen, dat in hoge concentraties het oranje maakt dat we in wortelen zien.
Carotenoïden beschermen Synechococcus- cellen tegen extreem zonlicht, door harde golflengtes (zoals ultraviolet) vast te leggen en die energie door te geven aan chlorofylpigmenten, die vervolgens lichtenergie omzetten in chemische energie. Omdat de Synechococcus die in de gele temperatuurband leeft, onder zware omstandigheden leven, produceren ze meer carotenoïden dan wanneer ze in optimale temperatuuromstandigheden zouden leven (zoals in de buitenste ringen), waardoor de band zijn gele kleur krijgt. Als je een kleine hoeveelheid van de Synechococcus van de bovenkant van die temperatuurband zou afschuimen, of Synechococcus zou vinden waar er minder fel zonlicht is, zou de Synechococcus meer op de blauwgroene algen lijken die we gewend zijn te zien in meren en vijvers elders. Omdat de kleur van Synechococcus zo afhankelijk is van zonlicht, betekent dit ook dat in de winter, wanneer de zon minder hard is, de bacteriën minder carotenoïden produceren en er daarom minder geel en blauwgroen uitzien.
Naar buiten bewegend van de gele band, begint de temperatuur van de hete lente af te koelen, en naarmate de temperatuur afkoelt, kan een meer divers stel bacterieel leven floreren. Synechococcus leeft nog steeds in de oranje band (die ongeveer 149 graden Fahrenheit is), maar ze worden vergezeld door een ander type bacteriën, bekend als chloroflexi-bacteriën. Sommige chloroflexi-bacteriën zijn ook fotosynthetisch, maar produceren energie met verschillende soorten chlorofyl en verschillende soorten carotenoïden, die zich manifesteren als enigszins verschillende kleuren. Het nettoresultaat van deze kleurendiversiteit is de oranje kleur die u op foto's ziet - het is niet dat elke bacterie zich individueel oranje manifesteert, maar dat de samengestelde kleur van alle verschillende bacteriën samen oranje is. En die oranje kleur, zoals het geel in de ring ernaast, is afkomstig van carotenoïden, die deze bacteriën produceren om zichzelf te beschermen tegen het felle licht van de zomerzon van Yellowstone.
De buitenste ring is de koelste, rond 131 ° F, en de thuisbasis van de meest uiteenlopende gemeenschap van bacteriën. Omdat nog meer organismen in de buitenste ring kunnen leven, produceert de mix van hun verschillende carotenoïden de donkerste kleur van allemaal - het soort roodbruin dat je op de foto's ziet.
Afhankelijk van het seizoen kan de kleur van de lente fluctueren. (© David Santiago Garcia / Aurora Photos / Corbis) Om de Grand Prismatic Spring te bekijken terwijl je in Yellowstone bent, ga je naar het Midway Geyser Basin, ongeveer halverwege tussen de Madison en Old Faithful regio's van het park. Volg vanaf de parkeerplaats het pad in zuidelijke richting naar de Firehole-rivier. Het pad leidt je langs de hete lente, maar zorg voor een echt spectaculair uitzicht op de kleuren van de lente. Probeer omhoog te wandelen naar de Midway Bluff, die een prachtig uitzicht biedt op het Midway Basin en de hete bron hieronder.
