Ο κόσμος κάτω από την επιφάνεια της Γης, κρύβει πολλά περισσότερα μυστικά από ό,τι φανταζόμαστε. Αντίθετα με την κοινή αντίληψη ότι το βαθύ υπέδαφος είναι άγονο και ακατοίκητο, νέες επιστημονικές ανακαλύψεις αποκαλύπτουν πως η ζωή μπορεί να ευδοκιμήσει εκεί που δεν περιμέναμε ποτέ.
Οι επιστήμονες του Ινστιτούτου Γεωχημείας στην Γκουανγκζού πρόσφατα ανακάλυψαν ότι οι ρωγμές στα πετρώματα, οι οποίες προκαλούνται από σεισμικές δονήσεις και οδηγούν στον διαχωρισμό του νερού σε ενώσεις υψηλής ενεργειακής αξίας, μπορούν να αποτελέσουν πηγή διατήρησης της ζωής στα μεγάλα βάθη της λεγόμενης «βαθιάς βιόσφαιρας».
Η ομάδα προσομοίωσε τις ισχυρές δυνάμεις των τεκτονικών ρηγμάτων στον φλοιό της γης στο εργαστήριο, εστιάζοντας στο κοινό ορυκτό πυρίτιο, τον χαλαζία.
Αυτή η ανακάλυψη αμφισβητεί την ιδέα ότι το ηλιακό φως είναι η μόνη πηγή ενέργειας για τη ζωή και ανοίγει νέους δρόμους στην κατανόηση του τρόπου με τον οποίο οι οργανισμοί μπορούν να επιβιώσουν σε ακραία περιβάλλοντα, ίσως ακόμα και σε άλλους πλανήτες.
Η μελέτη τους, δημοσιεύτηκε στο περιοδικό Science Advances.
Προσομοίωση ρωγμών
Για πολύ καιρό θεωρείτο ότι το βαθύ υπέδαφος ήταν άγονο – χωρίς ηλιακό φως, με περιορισμένα θρεπτικά συστατικά, και δεν φαινόταν πως είναι ένας τόπος όπου θα μπορούσε να ευδοκιμήσει η ζωή. Όμως, η ζωή πάντα βρίσκει τον τρόπο.
Ένα οικοσύστημα προκαρυωτικών οργανισμών είναι γνωστό ότι ευδοκιμεί κάτω από ακραίες συνθήκες και εξαρτάται από την ενέργεια που προέρχεται από χημικές αντιδράσεις μεταξύ νερού και βράχων.
Ενώ το υδρογόνο ήταν γνωστή πηγή ενέργειας για αυτούς τους οργανισμούς, η προέλευση των βασικών οξειδωτικών για το μεταβολισμό τους παρέμενε μυστήριο, και αυτό ήταν το πρόβλημα που κλήθηκαν να αντιμετωπίζουν οι Κινέζοι επιστήμονες στην έρευνά τους.
Η μελέτη έδειξε ότι η σεισμική δραστηριότητα και οι ρωγμές που προκαλούνται στον φλοιό της Γης, μπορούν να τροφοδοτούν τη ζωή στα μεγάλα βάθη, ενεργώντας ως συνεχής πηγή ενέργειας.
Η ομάδα προσομοίωσε τις ισχυρές δυνάμεις των ρωγμών του φλοιού στο εργαστήριο, εστιάζοντας στο κοινό ορυκτό πυρίτιο, το χαλαζία.
Όπως ανέφερε η South China Morning Post, οι ερευνητές αναδημιούργησαν δύο βασικούς τύπους ρωγμών πετρωμάτων.
Πρώτον, τις ρωγμές επέκτασης, όπου οι βράχοι σπάνε και εκθέτουν νέες επιφάνειες στο νερό, και δεύτερον, τις ρωγμές διάτμησης, όπου οι ρηγματώσεις αλέθουν συνεχώς τα πετρώματα στο νερό.
Η ρωγμή των βράχων στην πραγματικότητα διασπά τα μόρια του νερού για να δημιουργήσει εξαιρετικά δραστικά μόρια που ονομάζονται «ελεύθερες ρίζες».
Αργότερα, αυτές οι ελεύθερες ρίζες σχηματίζουν αέριο υδρογόνο (H₂) -το γνωστό καύσιμο για τη ζωή στο βαθύ υπέδαφος- και σημαντικά οξειδωτικά, όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H₂O₂). Οι ενώσεις αυτές δημιουργούν μια πηγή ενέργειας για τα μικροβιακά ζωντανά όντα.
Η συνεχής χημική αντίδραση
Οι ενώσεις οδηγούν σε μια χημική ανισορροπία, μέσα σε αυτά τα υπόγεια συστήματα ρωγμών. Ο σίδηρος, ένα κοινό στοιχείο στους βράχους και τα υπόγεια ύδατα, παίζει καθοριστικό ρόλο σε αυτή τη χημική αντίδραση (οξειδοαναγωγή).
Η μελέτη διαπίστωσε ότι αυτές οι ενώσεις που παράγονται από τους σεισμούς αντιδρούν με τον σίδηρο, εναλλάσσοντάς τον μεταξύ των διαφορετικών του μορφών: του δισθενούς σιδήρου (Fe²⁺) και του τρισθενούς σιδήρου (Fe³⁺).
Αυτό το φαινόμενο, με τη σειρά του, επηρεάζει τη γεωχημεία άλλων στοιχείων, διατηρώντας τελικά τον μεταβολισμό των μικροβίων.
Η ποσότητα ενέργειας που παράγεται είναι πραγματικά εντυπωσιακή.
«Σε ρωγμές, οι οποίες είναι πλούσιες σε μικροβιακή ζωή, η παραγωγή υδρογόνου που οδηγείται από τη ρηγματώση που σχετίζεται με σεισμούς βρέθηκε να είναι έως και 100.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή άλλων γνωστών διεργασιών, όπως η σερπεντινιτοποίηση και η ραδιόλυση», παρατήρησαν οι ερευνητές.
Ενδιαφέρον είναι ότι, ο κύκλος οξειδοαναγωγής του σιδήρου επηρεάζει τη γεωχημεία άλλων ζωτικών στοιχείων όπως ο άνθρακας, το άζωτο και το θείο. Όλα αυτά τα στοιχεία είναι απαραίτητα για τη διατήρηση της μικροβιακής ζωής εκεί κάτω.
Αυτή η συνεχής ροή ηλεκτρονίων, που προκαλείται από την μηχανική ενέργεια της ρωγμής και τις επακόλουθες χημικές αντιδράσεις, δημιουργεί ένα «υπόγειο δίκτυο ενέργειας» για να υποστηρίξει μοναδικές μικροβιακές κοινότητες.
Η μελέτη αυτή παρέχει μια νέα κατανόηση για το πώς η ζωή επιβιώνει στα σκοτεινά βάθη του πλανήτη μας. Παρόμοια συστήματα ρωγμών στον Άρη ή στον παγωμένο δορυφόρο του Δία, την Ευρώπη, θα μπορούσαν να δημιουργούν βιώσιμα περιβάλλοντα για μικροβιακή ζωή.
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου