Până la începutul anilor 1990, nimeni nu bănuia cât de activă ar putea fi viața locuitorilor din adâncurile pământului. Oamenii de știință cred acum că microbii care trăiesc sub pământ ar fi putut ajuta la formarea continentelor, la eliberarea de oxigen și să dea viață așa cum îl știm. Atlantic Magazine explorează modul în care studiul acestor microorganisme pe planeta noastră ar putea ajuta la detectarea vieții în spațiu, cum ar fi Marte.
Ei trăiesc la mii de metri sub suprafața Pământului. Se hrănesc cu hidrogen și emit metan. Și sunt capabili să ne schimbe lumea mai fundamental decât ne putem imagina.
Alexis Templeton își amintește 12 ianuarie 2014 ca ziua în care a explodat apa. O sticlă Pyrex care era bine închisă și umplută cu apă a explodat ca un balon.
Templeton conducea Land Cruiser-ul său pe suprafața denivelată și stâncoasă a văii Wadi Lawayni, cu o largă undă care taie printre munții Omanului. Și-a parcat mașina pe o platformă de beton cu vedere la unde s-a găurit recent un puț de apă. Templeton a deschis capacul acestui puț și a coborât sticla în adâncimile sale sumbre, în speranța de a obține probe de apă de la o adâncime de aproximativ 260 de metri.
Valea Wadi Lavaini este înconjurată de vârfuri stâncoase de culoare maro ciocolată, aceste roci sunt dure ca ceramica, dar sunt rotunjite și înecate, mai mult ca cărămizile antice din noroi. Acest fragment din interiorul Pământului, de dimensiunea statului din Virginia de Vest, a fost stors la suprafață de coliziunea plăcilor tectonice cu milioane de ani în urmă. Aceste roci exotice - ele reprezintă anomalii pe suprafața Pământului - l-au făcut pe Templeton să vină în Oman.
Curând după ce a ridicat sticla de apă din adâncimea putului, a izbucnit sub presiune internă. Apa a scurs din fisuri și a scârțâit ca sifon. Gazul care a explodat în interiorul ei nu era dioxid de carbon, ca în băuturile răcoritoare, ci hidrogenul, un gaz combustibil.
Templeton este geobiolog la Universitatea din Colorado din Boulder, iar acest gaz are o importanță deosebită pentru ea. „Organismele adoră hidrogenul”, spune ea. Adică le place să mănânce. În sine, hidrogenul nu poate fi considerat o dovadă a vieții. Cu toate acestea, sugerează că rocile de sub suprafața Pământului pot fi exact acolo unde viața poate prospera.
Templeton este unul dintre un număr tot mai mare de oameni de știință care cred că adâncimile Pământului sunt pline de viață. Conform unor estimări, această parte neexplorată a biosferei poate conține de la o zecime la jumătate din toată materia vie pe Pământ.
Video promotional:
Oamenii de știință au descoperit microbi care locuiesc în roci de granit la o adâncime de aproximativ doi kilometri (6.000 de metri) în Munții Stâncoși, precum și în roci sedimentare marine care datează din vremea dinozaurilor. Au găsit chiar și lucruri vii minuscule - viermi care arată ca niște artropode din creveți, rotifere balene - în minele de aur din Africa de Sud la o adâncime de 340 de metri (11 mii de metri).
Ființele umane tindem să vedem lumea ca o rocă solidă acoperită cu un strat subțire de viață. Totuși, pentru oamenii de știință precum Templeton, planeta arată mai degrabă ca un cerc de brânză, ale cărui margini dense sunt distruse constant de microbii înmulțitori care trăiesc în adâncurile sale. Aceste creaturi mănâncă din acele surse care nu numai că par necomestibile, ci și intangibile - vorbim despre descompunerea atomică a elementelor radioactive, despre procesul care apare ca urmare a presiunii rocilor în timp ce acestea se scufundă în adâncurile Pământului și descompunerea lor și chiar, poate, despre cutremure.
Templeton a venit la Oman pentru a găsi oaze ascunse de viață. Sizzul cu gaze de hidrogen din 2014 a fost o dovadă importantă că ea era pe drumul cel bun. Așa că Templeton și colegii ei s-au întors în ianuarie anul trecut la Oman pentru a găuri un puț până la o adâncime de 400 de metri și a încerca să găsească locuitorii acelor adâncimi.
Într-o seară fierbinte de iarnă, un zgomot străpungător a răsunat pe întinderea plină de soare a văii Wadi Lavaina. Un buldozer a apărut aproape în centrul acestei văi. Și în fața lui se afla un arbore de foraj capabil să se rotească cu o viteză de mai multe rotații pe minut.
O jumătate de duzină de oameni cu pălării - în mare parte muncitori indieni angajați de o companie locală - au operat platforma. Templeton și o jumătate de duzină de alți oameni de știință și studenți absolvenți stăteau la câțiva metri distanță, la umbra unui baldachin care se învârtea în briza blândă. Toți aceștia, aplecându-se peste mese, au studiat probele de stâncă pe care muncitorii le aduceau la etaj aproximativ la fiecare oră.
Această platformă a funcționat toată ziua, iar probele de sol primite și-au schimbat culoarea odată cu creșterea adâncimii. Primii câțiva metri ai rocii aveau o tentă portocalie sau galbenă, ceea ce indică faptul că oxigenul de la suprafață transformase fierul conținut în rocă în minerale ruginite. La o adâncime de 20 de metri, urme de oxigen au dispărut, pietrele s-au întunecat într-o culoare roz-verzui cu vene negre.
- O piatră frumoasă, spuse Templeton, mângâind suprafața cu mâna cu mănușă din latex. Ochelarii i se ridicau și se sprijineau pe părul blond drept și închis, dezvăluind obrajii care se întunecaseră din anii de muncă pe nave, pe insulele tropicale, în latitudinile arctice și în alte părți. "Sper să văd mai mult de acest tip de materiale", a spus ea.
Această piatră de culoare verde-negru i-a oferit o privire de ceva aproape imposibil de văzut în altă parte de pe planeta noastră.
Aceste probe de rocă, aduse la suprafață din adâncimi mari, s-au dovedit a fi bogate în fier - fier sub formă de minerale care, de regulă, nu supraviețuiesc pe suprafața Pământului. Acest fier subteran este atât de reactiv chimic, încât tinde să se combine cu oxigenul atât de mult încât, atunci când intră în contact cu apa subterană, moleculele de apă se rup. El scoate oxigenul din apă și lasă hidrogenul în urmă.
Geologii numesc acest proces „serpentinizare” datorită urmelor sinuoase de minerale negre, verzi și albe pe care le lasă în urmă. Serpentinizarea apare de obicei în locuri inaccesibile oamenilor, inclusiv la o adâncime de câteva mii de metri sub podeaua Oceanului Atlantic.
Și aici, în Oman, rocile situate în adâncurile pământului se apropie atât de aproape de suprafață, încât serpentinizarea se produce doar la câteva sute de metri sub picior. Hidrogenul care a rupt sticla de apă Tempelton în 2014 a fost un mic exemplu al procesului de serpentinizare; o fântână de apă găurită în urmă cu câțiva ani în această regiune a produs atât de mult hidrogen, încât a existat chiar o amenințare a unei explozii și, în consecință, guvernul a fost forțat să o concretizeze de urgență.
Hidrogenul este o substanță specială. A fost folosit ca unul dintre propulsorii pentru lansarea navei spațiale și navetei Apollo pe orbită și este unul dintre cele mai bogate energetic elemente care apar în mod natural pe Pământ. Acest lucru îl face un aliment important pentru microbii care există sub suprafața Pământului.
Fragmente de rocă destinate cercetării geologice.
În total, microbii care trăiesc sub munții din estul Omanului pot consuma tone de hidrogen în fiecare an, ceea ce duce la o combustie lentă și controlată a gazului, controlată cu precizie de enzime în interiorul celulelor lor umplute cu apă.
Cu toate acestea, hidrogenul este doar o jumătate din ecuația vieții - pentru a produce energie din hidrogen, microbii au nevoie de altceva pentru a-l arde, la fel cum rasa umană este forțată să respire oxigen pentru a prelucra hrana. Sarcina principală a lui Templeton este tocmai aceea de a înțelege cu ce microbii „respiră” la o adâncime atât de mare sub Pământ, unde nu există oxigen.
La ora două după-amiază, un camionet de ridicare bătut se îndreaptă spre locul de foraj de-a lungul unui drum prăfuit și plin de noroi. În spatele lui sunt - strict una după cealaltă - șase cămile, cu capul care se învârte în vânt. Acestea sunt animale locale, sunt legate cu lese scurte și se îndreaptă spre o nouă pășune situată undeva în această vale.
Templeton, uitând de cămile, a strigat brusc, fără să-și ascundă emoția: "Aur!" A arătat spre o probă de sol de pe masă, precum și un mic grup de cristale de metal galben. Forma lor cubică a ajutat-o să înțeleagă mica ei glumă: aceste cristale nu erau aur real, ci aurul nebunilor, care se mai numește și pirită de fier.
Piritul de fier este compus din fier și sulf, iar acesta este unul dintre minerale, care se mai numește și „biogen”: formarea sa este uneori asociată cu activitatea microbilor. Cristalele în sine pot fi formate din deșeurile pe care celulele microbiene „le respiră”. Prin urmare, piritul poate fi un produs secundar al metabolismului microbian, o posibilitate pe care Templeton o numește „frumoasă”.
Înapoi acasă, în Colorado, ea va acorda acestor cristale aceeași atenție pe care arheologul o va dedica unei mormane de gunoaie romane antice. Le va tăia în bucăți transparente și le va examina la microscop. Dacă piritul este de fapt un produs al celulelor vii, atunci microbii „probabil pot fi îngropați în minerale”. Ea speră să găsească trupurile lor fosilizate.
Până la începutul anilor 1990, nimeni nu bănuia cât de activă ar putea fi viața locuitorilor din adâncurile pământului. Primele dovezi au fost găsite în stânca de sub fundul mării.
Geologii au observat de mult că gazele vulcanice găsite în rocile bazaltice întunecate sunt la mii de metri sub nivelul fundului mării, care are adesea depresiuni și tuneluri microscopice. „Nu aveam idee că acest lucru ar putea fi biologic”, spune Hubert Staudigel, un vulcanolog la Scripps Institute of Oceanography din La Jolla, California.
În 1992, un tânăr om de știință numit Ingunn Thorseth de la Universitatea din Bergen din Norvegia a sugerat că aceste depresii sunt echivalentul geologic al cariilor dentare - microbii au încorporat-o în sticla vulcanică consumând atomi de fier. De fapt, Thorset a descoperit ce s-ar putea confunda cu celulele moarte din aceste depresiuni, în stâncă strânse la trei mii de metri sub fundul mării.
Când au fost publicate aceste descoperiri, Templeton încă nu lucra în domeniu. A obținut masterul în geochimie în 1996, apoi a lucrat la Laboratorul Național Lawrence Berkeley din California, unde a studiat cât de repede mănâncă microbii combustibil pentru aviație în pământ, la o fostă bază navală din SUA. Câțiva ani mai târziu, pentru disertația de doctorat la Universitatea Stanford, a studiat modul în care microbii subteran metabolizează plumbul, arsenul și alți poluanți în timpul metabolismului.
În 2002, s-a mutat la Scripps Lab pentru a lucra cu profesorul de biologie, Bradley Tebo și Staudigel, la probleme similare, și anume modul în care microbii trăiesc în fier și în alte metale din sticla bazaltică găsită în fundul mării.
În luna noiembrie a acelui an, pe puntea din spate a unei nave de cercetare din centrul Oceanului Pacific, a urcat printr-o trapă în submersibilul de peștișori IV de dimensiunea mașinii și s-a cufundat în fundul mării. Terry Kerby, un pilot de la Laboratorul de Cercetare Seabed cu sediul în Hawaii, a îndreptat ambarcațiunile spre versantul sudic al Loihi Seamount, un vulcan subacvatic de lângă Insula Mare a Hawaii.
La 1.700 de metri, lumina de căutare a submarinului abia ilumina peisajul subacvatic ciudat - un amestec plin de ceea ce semăna cu pungi de gunoi bine împachetate, îngrămădite într-o mizerie într-o piramidă. Aceste așa-numite perne de bazalt s-au format de-a lungul secolelor în timp ce lava, care se scurgea prin fisuri, s-a ciocnit cu apa de mare, după care s-a răcit rapid, transformându-se în pietre netede. Templeton se întinse pe partea ei a bancii, tremurând de frig, privind prin geamul gros cum Kirby tăia bucăți de bazalt cu un braț mecanic. La opt ore după începerea scufundării pe fundul oceanului, ei s-au întors la suprafață cu cinci kilograme de stâncă.
În același an, ea și Stuadigel au vizitat vulcanul Kilauea din Hawaii, în speranța de a colecta pahar vulcanic fără microbii, pe care le-ar putea compara cu mostrele colectate de pe fundul oceanului. Îmbrăcând cizme grele, nu au venit la curgerea lavelor și au mers peste crusta pietrificată, care avea doar câțiva centimetri grosime. Staudigel a găsit un loc unde lava topită de portocală a străbătut crusta solidificată rezultată. A ridicat o bucată de lavă fierbinte cu o bară de metal - arăta ca o miere fierbinte și lipicioasă - și a așezat-o într-o găleată cu apă. Apa fierbea cu un fluier și zgomot, iar după un timp, lava s-a întărit, transformându-se în sticlă.
În laborator, Templeton a izolat zeci de tulpini bacteriene care absorb fierul și manganul din rocile din fundul mării. Împreună cu colegii ei, a topit din nou pahar steril din vulcanul Kilauea din cuptor, a adăugat acolo cantități diferite de fier și alți nutrienți și a crescut tulpini bacteriene din ele. A folosit cele mai avansate tehnici, inclusiv razele X, și a urmărit cu încântare cum bacteriile reciclau mineralele.
„Întregul subsol meu a fost înfundat cu roci de bazalt ridicate de pe fundul mării, pentru că pur și simplu nu le-am putut refuza”, mi-a spus una din acele zile în care nu a fost foraj.
Cu toate acestea, aceste probe de rocă, precum și bacteriile care le-au alimentat, au avut, din punctul de vedere al Templeton, un mare dezavantaj - au fost prelevate din fundul mării, unde apa conține deja oxigen.
Oxigenul face parte din toate ființele vii de pe Pământ - de la atervari și viermi de pământ la meduze; atmosfera noastră și cea mai mare parte a oceanelor sunt umplute cu ea spre redistribuire. Cu toate acestea, Pământul a avut atât de mult oxigen doar pentru o mică perioadă din istoria sa. Chiar și astăzi, părți vaste din biosfera planetei noastre nu au întâlnit niciodată oxigen. Este suficient să plonjați în pământ câțiva metri și nu va mai exista oxigen. În orice alt loc al sistemului solar, inclusiv Marte, unde poate exista viață, nu veți găsi oxigen.
În timp ce Templeton studia biosfera profundă a Pământului, ea s-a interesat și de problema originii vieții de pe planeta noastră și din alte locuri din sistemul solar. Explorarea spațiului subteran poate oferi o privire asupra acestor locuri și ore separate, dar acest lucru va fi posibil numai dacă ea poate merge mai adânc, dincolo de atingerea oxigenului.
Munții Oman păreau să fie locația ideală pentru acest tip de explorare. Această masă uriașă de rocă, supusă treptat serpentinizării, are locuri lipsite de oxigen în interiorul acesteia, precum și compuși de fier activi chimic, care, potrivit oamenilor de știință, sunt localizați în adâncurile Pământului.
Templeton și câțiva alți cercetători profunzi ai biosferei au fost implicați cu un alt proiect major, care a fost în etapele sale de planificare timpurie, Proiectul Oman Drilling.
Proiectul este condus de Peter Kelemen, geolog la Lamont-Doherty Earth Observatory, cu sediul în New York. Are propria misiune - rocile adânci din Oman interacționează nu numai cu oxigenul și apa, ci și cu dioxidul de carbon, în timp ce stoarce gazul în atmosferă și îl înglobează în minerale carbonatice - acest proces, dacă oamenii de știință pot înțelege, va ajuta umanitatea să reducă emisia de dioxid de carbon în atmosferă.
Kelemen a fost prezent în timp ce a forajat în Wadi Lavaini în ianuarie 2018. Era încrezător că vor fi descoperite dovezi de viață. Aceste roci s-au format inițial la temperaturi de peste 980 grade Celsius (1800 grade Fahrenheit). Cu toate acestea, s-au răcit rapid, iar astăzi temperatura din stratul superior, care este la aproximativ 500 de metri adâncime, are o temperatură de aproximativ 30 de grade Celsius (90 de grade Fahrenheit). Aceste roci „nu erau suficient de fierbinți pentru a ucide toți microbii de la Cretaceu” - era dinozaurilor.
La ora trei după-amiază, jumătate de duzină de membri ai echipajului s-au adunat la instalația petrolieră pentru un fel de ritual pe care toată lumea îl așteaptă cu o atenție intensă.
O nouă porțiune a miezului, preluată doar din axul găurit, este coborâtă pe arbore. Vorbim despre un cilindru de piatră înălțime de trei metri - corespunde aproximativ în grosime la capătul gros al unui lut de baseball și se află într-un cilindru metalic.
Muncitorii au ridicat un capăt al acestei conducte. Și miezul a alunecat din ea - împreună cu lichidul negru și lipicios. Noroi gros și gros, vărsat pe pământ. Miezul extras din pământ a fost complet acoperit cu această substanță.
„O, Dumnezeule”, a spus cineva. - Wow . Peste tot șopteau.
Unul dintre muncitori a șters miezul extras, după care au început să se formeze bule mici pe suprafața sa netedă și strălucitoare, ca în uleiul în clocot. Această probă de rocă, neafectată de presiunea pe care a experimentat-o în subteran, a eliberat gaze chiar în fața ochilor noștri, iar bulele sale s-au scurs prin porii din stâncă. Mirosul de canalizare și cauciuc arzător a început să se scurgă în aer - mirosul pe care oamenii de știință prezenți acolo l-au identificat imediat.
„Este o stâncă foarte plină de viață”, a spus Templeton.
"Sulfură de hidrogen", a spus Kelemen.
Sulfura de hidrogen este un gaz produs în canalizări, în intestinele tale și, de asemenea, acum - în mod evident - subteran în Oman. Este produs de microbi care trăiesc în absența oxigenului. Lipsiți de acest gaz care dă viață, fac un truc de care animalele care trăiesc pe suprafața planetei nu sunt capabile - încep să respire altceva. Cu alte cuvinte, își ard mâncarea folosind alte substanțe chimice găsite în subteran.
O parte a miezului ridicat la suprafață a fost străpuns cu dungi de piatră portocaliu-scorțișoară - așa au fost marcate locurile prin care lavă fierbinte turnată prin crăpături adânci pe suprafața pământului cu milioane de ani în urmă, iar în acel moment această rocă se afla în intestinele Pământului la o adâncime de câțiva kilometri …
Aceste urme de magmă fosilizată și-au dat treptat componentele chimice apei subterane - inclusiv moleculele numite sulfați, care sunt compuse dintr-un atom de sulf legat la patru atomi de oxigen. Aparent, microbii au folosit aceste molecule pentru a digera hidrogenul, a spus Templeton. „Mănâncă hidrogen și respiră sulfat.” Și apoi își eliberează gazele.
Sulfura de hidrogen nu numai că are un miros puternic și neplăcut. Este, de asemenea, toxic. Prin urmare, foarte microbii care îl produc riscă să fie otrăviți pe măsură ce se acumulează sub pământ. Cum reușesc ei să evite intoxicațiile? Încă o dată, rockul ne oferă răspunsul.
Perforarea a continuat în următoarele zile, dar suspensia neagră a dispărut treptat. Fiecare miez nou adus la suprafață era uscat și inodor. Cu toate acestea, roca în sine s-a schimbat - mozaicul asemănător venei și serpentinului s-au întunecat, iar nuanțele sale principale erau gri și negru și au început să semene cu o fustă de carouri înmuiată în cerneală.
„Toate aceste înnegriri sunt bio-produse”, a spus Templeton într-o seară, în timp ce ea și colegul ei Eric Ellison se aflau într-o remorcă de laborator încărcată cu instrumente care împachetau probe de rocă pentru a fi trimise acasă. Unele dintre pietre erau în cutii de plexiglas sigilate, iar Ellison le-a mutat folosind mănuși așezate pe cutiile de pe mașini - toate acestea au dat impresia că în probele de rocă colectate există ceva sinistru. Cu toate acestea, această precauție nu a fost destinată să protejeze persoana; acest lucru a fost făcut pentru a lipsi microbii sensibili de contact cu oxigenul.
Templeton credea că tocmai acești microbi au avut efect asupra probelor recente de rocă - sulfura de hidrogen din care au respirat a reacționat cu roca pentru a crea sulfură de fier, un mineral negru inofensiv. Piritul pe care l-am văzut anterior este compus și din fier și sulf și s-ar fi putut forma în același mod.
Aceste minerale negre sunt mai mult decât simple rarități academice. Acestea oferă o privire asupra modului în care microbii nu numai că au reușit să supraviețuiască în scoarța terestră, dar au fost capabili să o modifice și, în unele cazuri, chiar creează minerale care nu există în altă parte.
Unele dintre cele mai bogate depozite de fier, plumb, zinc, cupru, argint și alte metale s-au format atunci când hidrogenul sulfurat s-a ciocnit cu acele metale care erau adânc în subteran. Aceste sulfuri au capturat aceste metale și, prin concentrare, le-au transformat în minerale, care s-au format pe parcursul a milioane de ani - până când au fost aduse la suprafață de mineri. Sulfura de hidrogen care a format aceste minereuri era adesea de origine vulcanică, dar în unele cazuri a fost formată din microbi.
Robert Hazen, mineralogist și astrobiolog la Centrul Carnegie din Washington, DC, consideră că mai mult de jumătate din minerale își datorează existența unor forme de viață - rădăcini de plante, corali, diatomee și chiar microbi subterani. El este chiar gata să sugereze că cele șapte continente ale planetei noastre își datorează existența în parte unor microbi care mănâncă roci.
În urmă cu patru miliarde de ani, Pământul nu avea un teren permanent - doar câteva vârfuri vulcanice care se înălțau peste ocean. Cu toate acestea, microbii de pe fundul mării au ajutat la schimbarea acestei situații. Au atacat depozitele bazaltice în același mod în care o fac astăzi, transformând sticla vulcanică în minerale de argilă. Și după înmuiere, devin din nou solide, transformându-se în roci noi - într-un material mai ușor și mai maleabil decât restul planetei: granitul.
Aceste granite ușoare s-au înălțat și s-au ridicat deasupra suprafeței oceanului, creând astfel continente permanente. Aparent, acest proces, dvs. într-o anumită măsură, a avut loc fără ajutorul microbilor, dar Hazen crede că l-au accelerat. „Vă puteți imagina microbii creând un echilibru”, spune el. „Argumentăm că microbii au jucat un rol fundamental”.
Apariția pământului are un impact semnificativ asupra evoluției Pământului. Rocile sub influența aerului s-au prăbușit mai repede, eliberând nutrienți precum molibdenul, fierul și fosforul în ocean. Acești nutrienți au promovat creșterea algelor fotosintetice care absorb dioxidul de carbon și eliberează oxigen. În urmă cu aproximativ două miliarde de ani, primele urme de oxigen au apărut în atmosfera terestră. Acum 550 de milioane de ani, nivelul de oxigen a atins în sfârșit nivelurile necesare pentru a sprijini animalele primitive.
Cantitatea abundentă de apă de pe Pământ, precum și îndepărtarea sa optimă de la Soare, au făcut-o un incubator promițător pentru viață. Cu toate acestea, transformarea sa într-un paradis pentru animale sensibile și care respiră oxigen nu a fost niciodată garantată. Este posibil ca microbii să fi adus planeta noastră la un moment de cotitură invizibil - formarea continentelor, oxigenul și formarea vieții așa cum o cunoaștem.
Și chiar și în ziua de azi, microbii continuă să facă și să-și reînnoiască planeta din interior.
În unele privințe, microbii subterani seamănă cu civilizația umană, unde „orașele” se formează la răscruce. În Oman, o oază înfloritoare de microbi negri mirositori a fost localizată la o adâncime de 30 de metri, în apropierea intersecției mai multor fisuri mari din stâncă - acestea sunt canalele care au permis hidrogenului și sulfaților să se scurgă din diverse surse.
Elisabetta Mariani, geolog structural la Universitatea din Liverpool, în Anglia, a petrecut multe zile sub un cort, fixând aceste fisuri în stânci. Într-o dimineață m-a sunat pentru a-mi arăta ceva special - o pauză care a alergat în diagonală prin miez și acolo puteți vedea două suprafețe de stâncă străpunsă cu straturi de serpentină verde și galbenă subțire ca o foaie de hârtie.
"Vedeți aceste rute?" întrebă în engleză cu un accent care îi trăda italianul natal și arăta spre fisuri pe două suprafețe serpentine. Ei au mărturisit că aceasta nu a fost doar o fractură pasivă - a fost o eroare activă. „Două blocuri de stâncă s-au mișcat, atingându-se unul pe celălalt, în această direcție”, a spus ea, arătând spre vârfuri.
Tullis Onstott, un geolog de la Universitatea Princeton care nu este implicat în proiectul de foraj din Oman, consideră că astfel de fracturi active nu ar putea oferi doar căi pentru ca alimentele să se mute în subteran, ci ar fi putut produce alimente. În noiembrie 2017, Onstott și colegii săi au început un experiment îndrăzneț. Aceștia și-au început activitatea într-un tunel la o adâncime de 2500 de metri în mina de aur Moab Khotsong din Africa de Sud și de acolo au forat un nou puț în direcția unei defecțiuni care se afla la încă 800 de metri mai adânc. Pe 5 august 2014, în acest defect a avut loc un cutremur cu magnitudinea 5,5. Onstott spera în acest fel să testeze ideea provocatoare că cutremurele ar putea oferi hrană biosferei profunde.
Oamenii de știință au observat de mult că gazul de hidrogen se scurge din defecțiuni mari, inclusiv cele de la San Andreas din California. O parte din acest gaz este o reacție chimică - mineralele de silicat care se descompun în timpul unui cutremur reacționează cu apa și eliberează hidrogen ca produs secundar. Pentru microbii din apropierea riftului, acest tip de reacție poate duce la ceva ca o explozie de energie periodică asociată cu un aport mare de zahăr.
În martie 2018, la patru luni de la începerea forajului la mina Moab-Hotsong, muncitorii au adus un miez la suprafață care a traversat defectul.
Onstott spune că roca de-a lungul defectului a fost „destul de prost distrusă” - o mie de fracturi paralele puteau fi văzute pe miez. Suprafața unora dintre aceste fisuri s-a transformat în argilă fragilă, a cărei dungi au indicat cutremure recente. Alte fisuri au fost umplute cu vene de cuarțit alb, care au notat fracturi mai vechi, care s-au format cu mii de ani mai devreme.
În prezent, Onstott caută celule fosilizate în aceste vene de cuarțit și analizează, de asemenea, roca ADN-ului, în speranța de a stabili care sunt bacteriile care trăiesc în această riftă, dacă există.
În plus, el și colegii săi - și mai important - au lăsat găurile găurite deschise și monitorizează apa, sticla și microbii în vina în sine, și prelevează probe noi de fiecare dată când are loc un al doilea cutremur. "În acest caz, puteți vedea dacă este eliberată sau nu sticla", spune el, "și, de asemenea, observați dacă există modificări în comunitatea microbiologică ca urmare a consumului de gaz".
În timp ce Onstott așteaptă aceste rezultate, el ia în considerare și o posibilitate mai radicală: Aceste bacterii cu adâncimi nu numai că se hrănesc cu efectele cutremurelor, dar le pot provoca. În opinia sa, atunci când microbii încep să atace fierul, manganul și alte elemente din mineralele care apar de-a lungul liniilor de fractură, ele pot slăbi roca - și pot pregăti acele fracturi pentru următorul mare atac. Cercetarea acestei posibilități presupune efectuarea de experimente de laborator pentru a afla dacă bacteriile din aceste pauze sunt de fapt capabile să descompună mineralele suficient de rapid pentru a afecta activitatea seismică. Cu caracteristica de subestimare a omului de știință, se gândește la următoarea lucrare: „Aceasta este o ipoteză suficient de rezonabilă pentru a o testa”.
Pe 30 ianuarie, instalația de foraj din Wadi Lavaini a atins 60 de metri. Motoarele ei roiau în fundal sunând în timp ce Templeton și colegul ei Eric Boyd stăteau pe scaune de câmp sub un copac de salcâm. Alături de ei, au fost semne ale altor călători care pleacă în vacanță pe această insulă de umbră, rare în zonă - excremente de cămile, netede și rotunde precum prunele piele.
„Credem că mediul este esențial pentru înțelegerea originilor vieții”, a spus Boyd, geobiolog la Universitatea de Stat din Montana din Bozeman. În opinia sa, asta îl face pe el și Templeton să studieze rocile adânci din Oman. „Iubim hidrogenul”, spune el.
Atât Boyd, cât și Templeton cred că viața de pe Pământ își are originea într-un mediu similar cu cel care există câțiva metri sub scaunele lor pliante. Potrivit acestora, leagănul vieții se află în rupturile de sub suprafața Pământului, unde mineralele bogate în fier au stors hidrogen din ele însele, după contactul cu apa.
Dintre toți combustibilii chimici care existau pe Pământ acum patru miliarde de ani, hidrogenul pare să fie unul dintre cele mai ușoare elemente pentru metabolismul celulelor timpurii și ineficiente. Hidrogenul nu a fost produs numai prin serpentinizare, ci a fost produs - așa cum se întâmplă și astăzi - din degradarea radioactivă a unor elemente precum uraniul, care descompune continuu moleculele de apă din roca înconjurătoare. Hidrogenul este atât de instabil, încât tinde să se descompună atât de mult, încât poate fi digerat chiar și de oxidanți blânzi precum dioxidul de carbon sau sulful pur. Un studiu al ADN-ului format din milioane de secvențe de gene sugerează că înaintașul vieții pe Pământ - „ultimul strămoș comun universal” - poate să fi folosit hidrogenul ca aliment și să îl fi ars cu dioxid de carbon. La fel,este posibil să se spună despre viața din alte lumi.
Minerale conținând fier aici în Oman se găsesc adesea în sistemul solar, la fel și procesul de serpentinizare. Sonda spațială Orbiter, care orbitează în prezent pe Marte, a descoperit minerale serpentine pe suprafața lui Marte. Nava spațială Cassini a găsit dovezi chimice ale unei serpentinizări în curs de adâncime în Enceladus, luna acoperită cu gheață a lui Saturn. Minerale similare cu serpentina au fost găsite și pe suprafața Ceresului, o planetă pitică a cărei orbită se află între orbitele de pe Marte și Jupiter. Serpentinele s-au găsit chiar și la meteoriți, în fragmente de planete embrionare care au existat în urmă cu 4,5 miliarde de ani, adică chiar la momentul nașterii Pământului, iar acest lucru poate însemna că leagănul vieții, de fapt, a existat înainte de formarea planetei noastre.
Hidrogenul - sursa de energie pentru viața născută - a fost găsit în toate aceste locuri. Poate fi produs în întregul sistem solar.
Concluziile lui Boyd sunt uluitoare.
„Dacă aveți acest tip de rocă, iar temperatura este comparabilă cu cea a Pământului și dacă mai aveți apă lichidă, cât de inevitabilă credeți că este viața?”, Se întreabă el. „Personal, sunt sigur că este inevitabil”.
Găsirea vieții va fi o provocare. Cu tehnologia existentă, o navă spațială trimisă pe Marte poate găuri o gaură la doar câțiva metri adâncime pe suprafețele ostile. Aceste roci de suprafață pot conține urme ale vieții trecute - poate fundațiile uscate ale celulelor marțiene prinse în tuneluri microscopice pe care le-au râșnit prin minerale - dar este posibil ca orice microbi vii să fie adânci de câteva sute de metri. Templeton încearcă să găsească urme ale unei vieți trecute - și, de asemenea, să separe acele semne de acele lucruri care nu au fost afectate de viață - și a făcut acest lucru din momentul în care a examinat sticla de bazalt în fundul mării în urmă cu 16 ani.
„Treaba mea este să găsesc amprente biologice”, spune ea. Ea folosește aceleași instrumente pentru a studia probele aduse de la Oman ca și ea pentru a studia sticla. Ea trage suprafețele mineralelor cu raze X pentru a înțelege modul în care microbii modifică mineralele. De asemenea, vrea să înțeleagă: le lasă la loc? Sau le corodează? Studiind care microbi vii absorb minerale, speră să găsească o modalitate fiabilă de a identifica aceleași urme chimice de absorbție în rocile extraterestre care nu au avut celule vii de mii de ani.
Într-o zi, aceste tipuri de instrumente vor fi la bordul unui rover. Sau vor fi utilizate în studiul probelor de rocă aduse din alte lumi. Între timp, Templeton și colegii ei au încă multă muncă de făcut în Oman - vor trebui să își dea seama ce conține biosfera întunecată, fierbinte și ascunsă sub picioarele lor.
Fox Douglas
