Група дослідників з Вищої школи океанографії Університету Род-Айленда і їх співробітники виявили, що численні мікроби, які живуть в древніх відкладеннях під морським дном, підтримуються в основному хімічними речовинами, створеними природним радіаційним випромінюванням молекул води.
Команда виявила, що утворення цих хімікатів значно посилюється мінералами в морських відкладеннях. На відміну від загальноприйнятої думки, що життя в донних відкладеннях харчується продуктами фотосинтезу, екосистема, яка підживлюється опроміненою водою, починається всього в декількох метрах від морського дна в більшій частині відкритого океану. Цей залитий радіацією світ – одна з найбільших екосистем Землі за обсягом.
«Ця робота дає важливий новий погляд на доступність ресурсів, які підповерхневі мікробні спільноти можуть використовувати для підтримки себе. Це фундаментально для розуміння життя на Землі і обмеження населеності інших планет – таких, як Марс », – твердить Жюстін Соваж, науковий співробітник Гетеборзького університету
Процес, що лежить в основі висновків дослідницької групи, називається радіоліз води – це розщеплення молекул води на водень і окислювачі в результаті впливу природного випромінювання. Отримані молекули стають основним джерелом їжі та енергії для бактерій, що живуть у відкладеннях.
Морські відкладення фактично підсилюють виробництво цих корисних хімікатів. Якщо є однакова кількість опромінення в чистій воді і у вологих відкладеннях, вийде набагато більше водню у вологих відкладеннях. Опади роблять виробництво водню набагато більш ефективним.
Чому цей процес посилюється у вологих відкладеннях, неясно, але вчені припускають, що мінерали у відкладах можуть поводитися як напівпровідники, роблячи процес більш ефективним.
Ці відкриття стали результатом серії лабораторних експериментів, проведених в Центрі ядерних досліджень Род-Айленда. Вчені опромінювали флакони з вологим осадом з різних місць в Тихому й Атлантичному океанах, зібрані в рамках програми Integrated Ocean Drilling Program і дослідницькими суднами США. Потім вони порівняли виробництво водню з аналогічним чином опроміненими пробірками з морською водою і дистильованою водою. Осад посилив результати в 30 разів.
«Це дослідження є унікальним поєднанням складних лабораторних експериментів, інтегрованих в глобальний біологічний контекст», – говорить Артур Співак, професор океанографії URI.
Якщо можна підтримувати життя в підземних морських відкладеннях і інших підземних середовищах внаслідок природного радіоактивного розщеплення води, то, можливо, можна підтримувати життя таким же чином в інших світах. Деякі з тих же мінералів присутні на Марсі, і поки є ці вологі каталітичні мінерали, цей процес буде протікати. Якщо можна каталізувати виробництво радіолітичних хімікатів з високою швидкістю у вологих надрах Марса, тоді можна потенційно підтримувати життя на тому ж рівні, що і в морських відкладеннях.
Результати дослідницької групи також мають значення для ядерної галузі, в тому числі для того, як зберігати ядерні відходи і як управляти ядерними аваріями. Якщо ядерні відходи зберігаються у відкладеннях або скелях, вони можуть генерувати водень і окислювачі швидше, ніж в чистій воді. Цей природний каталіз може зробити ці системи зберігання більш агресивними, ніж це зазвичай вважається.
Наступними кроками дослідницької групи буде вивчення впливу виробництва водню за допомогою радіолізу в інших середовищах на Землі і за її межами, включаючи океанічну кору, континентальну кору і надра Марса. Вони також будуть прагнути поглибити розуміння того, як підземні мікробні спільноти живуть, взаємодіють і розвиваються, коли їх первинне джерело енергії виходить внаслідок природного радіолітичного розщеплення води.
Натхнення: hightech.fm