Жизнь на Земле может существовать без солнечного света
Солнце больше не обязательное условие для жизни. Новое исследование показало, что микроорганизмы в глубинах Земли могут выживать за счет энергии, выделяющейся при разломах горных пород. Вполне возможно, что подобный механизм может существовать и на других планетах, таких как Марс.
Группа исследователей преимущественно из Гуанчжоуского института геохимии (GIG) Китайской академии наук (CAS) выяснили, что крошечные организмы, живущие глубоко под поверхностью Земли, могут получать энергию за счет особых химических реакций. Они происходят из-за разрушения горных пород, вызванного движением тектонических плит.
Ключевую роль в этом процессе играют разломы земной коры. Когда тектонические силы разрушают породы, вода и газ начинают циркулировать, тем самым обеспечивая химические реакции, для которых не требуется солнечный свет. «Мы предполагаем, что разломы могут генерировать различные окислительно-восстановительные пары и стимулировать окислительно-восстановительный цикл железа, тем самым обеспечивая устойчивый источник энергии для подповерхностной жизни на Земле и, возможно, на других планетных телах», — поясняют ученые.
Исследователи воссоздали процесс естественного разрушения горных пород. В лабораторной установке они имитировали эффекты движения земной коры. Когда горные породы трескались, они высвобождали реактивные молекулы — свободные радикалы. Они вступали в реакцию с водой, производя водород (источник энергии) и перекись водорода (окислитель, необходимый для поддержания метаболизма микробов).
Самым удивительным оказалось количество выделяемого водорода — в 100 000 раз выше, чем при других известных процессах, таких как серпентинизация (реакция воды с минералами) или радиолиз (расщепление воды под действием радиации). Кроме того, водород и окислители изменили форму железа в окружающей воде и горных породах. В результате запустился цикл, в котором железо переключается между окисленным и восстановленным состояниями. Он способен поддерживать химические процессы с участием углерода и азота, которые критически важны для жизни.
Авторы работы предполагают, что землетрясения или даже незначительные подземные сдвиги могут создавать условия, которые микробы смогут использовать для выживания. Для этого не требуется вмешательства солнца. Чтобы выжить в самых глубоких и гидрогеологически изолированных частях недр, бактерии полагаются на энергию, получаемую в результате окислительно-восстановительных реакций железа.
Этот процесс может быть ключевым для поддержания микробного разнообразия и обитаемости. Так, постоянный источник энергии может обеспечиваться как для подземной жизни на Земле так и, возможно, на других планетах.
Это открытие пересматривает границы обитаемости. Если раньше считалось, что жизнь возможна только там, где есть солнечный свет или органические вещества, то теперь становится понятно, что геологическая активность сама по себе может создавать условия для существования экосистем. На небесных телах с активной тектоникой, таких как Марс или спутник Юпитера Европа, могут происходить аналогичные процессы. Даже если их поверхность непригодна для живых существ, в недрах вполне может существовать микробная жизнь.
Пока результаты получены только в лаборатории. Далее ученые намерены проверить, насколько эффективно подобные реакции протекают в реальных разломах. Если гипотеза подтвердится, она станет важным аргументом в пользу поиска жизни в подповерхностных слоях других миров. Кроме того, это позволит лучше понять скрытую биосферу Земли.
Самое популярное
