Международная команда исследователей обнаружила на дне шахты подземные воды, возраст которых оценивается в 1,2 миллиарда лет. Изучение этих вод позволило идентифицировать их как генераторы энергии, функция которых заключается в поддержании и развитии жизни глубоко под поверхностью Земли.
Исследование опубликовано в журнале Nature Communications, а коротко о нем сообщает Phys.org. Открытие было сделано глубоко в шахте по добыче золота и урана, расположенной в местечке Моав-Хотсонг, Южная Африка. Оно проливает новый свет на то, как именно поддерживается жизнь глубоко под поверхностью Земли. К слову, ученые считают, что изучение этого механизма даст подсказки астрономам и планетологам, которые ищут признаки жизни на других планетах.
"Впервые мы получили представление о том, как энергия, хранящаяся глубоко в недрах Земли, может высвобождаться и распределяться более широко по ее коре с течением времени, - говорит ведущий автор исследования Оливер Уорр. - Думайте об этом как о ящике Пандоры, производящем гелий и водород. Но мы можем научиться использовать его на благо глубинной биосферы в глобальном масштабе".
Ученые пишут в своей статье, что необычные подземные воды, которые представляют собой генератор энергии, были обнаружены на глубине 2,9 километра. Условия для жизни там, мягко говоря, экстремальные. Тем не менее, даже на такой глубине ученые ранее обнаружили микроорганизмы, которые не просто существуют, но процветают.
Загадкой было то, за счет чего вообще существует эта форма жизни. Новое исследование дает ответ на этот вопрос. Ученые определили, что в подземных водах возрастом 1,2 миллиарда лет присутствуют естественным образом образовавшиеся уран и другие радиоактивные элементы. Они попадают в эти воды из окружающих пород, содержащих богатые залежи полезных ископаемых и руд.
Исследователи установили, что когда такие элементы, как уран, торий и калий распадаются в недрах, возникающее в результате этого процесса альфа-, бета- и гамма-излучение имеет волнообразный эффект. Оно вызывает так называемые радиогенные реакции в окружающих горных породах и подземных водах.
Непосредственно в шахте в Моав-Хотсонге исследователи обнаружили большое количество радиогенного гелия, неона, аргона и ксенона, а также совершили беспрецедентное, как они говорят, открытие изотопа криптона - невиданного ранее индикатора этой мощной реакции.
Суть в следующем: радиация расщепляет молекулы воды в процессе, называемом радиолизом, производя большие концентрации водорода. Последний является важным источником энергии для подповерхностных микробных сообществ. Именно этот водород, выделенный генераторами энергии, питает микросущестсва, которые находятся глубоко под поверхностью и не имеют доступа к солнечной энергии для фотосинтеза - процесса, характерного для поверхностных форм жизни.
"Люди - это не единственная форма жизни, зависящая от энергетических ресурсов недр Земли, - говорит Оливер Уорр. - Поскольку радиогенные реакции производят как гелий, так и водород, мы можем не только узнать о резервуарах гелия, но и рассчитать поток энергии водорода из недр Земли, который может поддерживать подземные микробы в глобальном масштабе. Эти расчеты важны для понимания того, как поддерживается подземная жизнь, и какая энергия может быть доступна за счет радиогенной энергии на других планетах и лунах в Солнечной системе и за ее пределами".