TOTO Caldera

hydrotermální průduchy, N. Pacific, Mariana Arc

Kde: N. Pacific, Mariana Arc
Prostředí: arc volcano
Činnost: active, confirmed
Hloubka: 2 960 m
Nejvyšší teplota: 170 °C
Objeven: 2000 deep-tow camera (later, same year - ROV Kaiko); 1998 or earlier hydrothermal deposits dredged; 1998 plume only
Poloha: 12,717°, 143,533°

Pole horkých podmořských pramenů v kaldeře podmořské sopky na jihu Marianského oblouku, asi 140 km (75 námořních mil) od Guamu a necelé 3 km pod hladinou. Z komínů tu proudí „bílý kouř“, zčásti z ryzí síry, a podle neobvykle vysokého obsahu hliníku ve vodě vědci usuzují, že prameny jsou kyselé. ^{[1, 3, 2]}

Co to je

Pole leží na podmořské hoře Patgon-Masala na jihu Marianského oblouku – řetězu sopek nad místem, kde se Tichomořská deska noří pod Filipínskou. Hora je asi 5 mil jihovýchodně od osy rozpínacího centra v Marianské pánvi a patří k řadě sopek, která se táhne podél jeho východní strany. Má eliptický tvar s delší osou asi 7 mil (zhruba 11–13 km). ^{[2, 1]}

Na vrcholu hory je široká a hluboká kaldera – propadlina, které se říká TOTO Caldera. Její okraj je nejvýš asi 2 300 m pod hladinou, dno leží hlouběji než 3 150 m. Průduchy (místa, kde ze dna vytéká voda ohřátá horkou horninou) jsou v severovýchodním kráteru kaldery. ^[1]

Japonští objevitelé pojmenovali pole Nakayama Field na památku analytického geochemika Eiičira Nakajamy z Univerzity prefektury Šiga, který zemřel v prosinci 2001. Katalog InterRidge uvádí nejvyšší teplotu vody 170 °C. ^{[1, 2]}

Objev

Z hory už dříve vědci vylovili vlečnou sítí na kameny (dragou) hydrotermální usazeniny, a tak se na ni zaměřila japonská skupina. V březnu 1998 loď Hakuho Maru zachytila nad středem kaldery v hloubce 2 600–2 650 m výraznou vlečku – oblak vody s vyšším obsahem železa, manganu, hliníku a metanu a nepatrně teplejší než okolí. ^[1]

V lednu 2000 potvrdila kamera tažená nad dnem z lodi Yokosuka, že v kaldeře opravdu vytéká teplá voda. V květnu a červnu 2000 se pak ke dnu spustil japonský podmořský robot Kaiko (ponor č. 163). V hloubce asi 2 963 m uviděl na dně kráteru několik komínů, z nichž prudce proudil bílý kouř; kvůli špatné viditelnosti se k nim ale nedostal. ^[1]

Život

Kolem míst, kde vytéká čirá mihotavá voda, našel robot Kaiko v roce 2000 rournatky, krevety, korýše galatey a drobné mlže a plže. Chyběl tu ale velký chlupatý plž Alviniconcha hessleri, který je běžný na polích ve střední a jižní části Marianské pánve. ^{[1, 2]}

Při výpravě lodi Nautilus v roce 2025 viděli vědci kolem průduchů sasanky, jasně červené mlže (barvu jim dává hemoglobin), korýše galatey, svijonožce, plže, krevety, hlubokomořské ryby hrujovce a rournatky. Krevety se podle nich živí bakteriemi, které rostou na komínech bohatých na síru. ^[3]

Co o něm dnes víme

Ve vlečce bylo neobvykle mnoho hliníku. Ten se z hornin uvolňuje jen ve velmi kyselé vodě, a tak autoři studie z roku 2004 usoudili, že prameny jsou kyselé – podobně jako v kaldeře DESMOS v Manuské pánvi u Papuy-Nové Guineje. Kameny u kráteru byly pokryté zrnky síry, takže bílý kouř je zčásti z ryzí síry. ^[1]

Poměr izotopů hélia ve vodě ukázal, že teplo dodává magma ze zemského pláště. Metan ve vodě má ale neobvyklé složení izotopů uhlíku, jiné než u ostatních sopek Izu-Bonin-Marianského oblouku. Autoři z toho usuzují, že část metanu vyrábějí mikroby žijící pod dnem. ^[1]

V roce 2025 kalderu navštívila loď Nautilus při výpravě Mattingan (NA171), podpořené mimo jiné úřadem NOAA Ocean Exploration. Robot Hercules tu za asi 22 hodin dlouhého ponoru změřil u jednoho průduchu 99 °C a natočil kapičky kapalného oxidu uhličitého unikající z průduchu (pod obrovským tlakem v té hloubce se nemění v plyn). ^{[3, 4]}

Kaldera leží ve vodách, které spravují Spojené státy (Severní Mariany a Guam). Patří do Mořského národního památníku Mariánského příkopu (Mariana Trench Marine National Monument) a do přírodní rezervace Mariana Arc of Fire National Wildlife Refuge. ^{[3, 2]}

Fakta

Objev: 2000, tažená kamera z lodi Yokosuka, pak robot Kaiko
Jiné jméno: Nakayama Field
Hloubka okraje kaldery: asi 2 300 m
Komíny: bílý kouř se sírou
Výprava 2025: loď Nautilus, robot Hercules, 99 °C

Slovníček

kaldera: velká propadlina na vrcholu sopky, která vzniká, když se po vyprázdnění magmatického krbu vrchol zřítí
hydrotermální průduch: místo na mořském dně, kde vytéká voda ohřátá horkou horninou pod dnem; nese rozpuštěné minerály a plyny
ostrovní oblouk: řada sopek nad místem, kde se jedna litosférická deska noří pod druhou
rozpínací centrum: pásmo na mořském dně, kde se od sebe vzdalují dvě části kůry a mezi nimi vzniká nové dno
vlečka: oblak ohřáté vody s minerálními částicemi a plyny, který stoupá z průduchů a nese se proudem
izotopy: varianty téhož prvku s různou hmotností atomů; jejich poměr prozrazuje, odkud látka pochází
zemský plášť: vrstva Země pod kůrou, z níž pochází magma
galatey: korýši podobní malým humrům s dlouhými klepety
rournatky: mořští červi, kteří žijí v trubicích a u průduchů se živí s pomocí bakterií
draga: kovový koš nebo síť, kterou loď táhne po dně a sbírá do ní kameny

Zdroje

Gamo, T., Masuda, H., Yamanaka, T. et al. (2004): Discovery of a new hydrothermal venting site in the southernmost Mariana Arc: Al-rich hydrothermal plumes and white smoker activity associated with biogenic methane. Geochemical Journal 38(6), 527–534, doi:10.2343/geochemj.38.527, Geochemical Journal (J-STAGE, plný text) (2004)
Beaulieu, S.E., Szafrański, K.M. (2020): InterRidge Global Database of Active Submarine Hydrothermal Vent Fields, Version 3.4 – TOTO Caldera, PANGAEA (2020)
Exploring Toto Caldera in the Mariana Arc of Fire (fotogalerie výpravy NA171 Mattingan), Ocean Exploration Trust (Nautilus Live) (2025)
Hydrothermal Vents in Toto Caldera (video výpravy NA171 Mattingan), Ocean Exploration Trust (Nautilus Live) (2025)

Text sestaven 2026-10-31, ověřen 2026-10-31.

Údaje o průduchu: InterRidge Vents Database v3.4 (CC BY-NC-SA 4.0). Další sopky a průduchy.