Трещины в горных породах Земли поддерживают подземную жизнь с помощью водорода

Исследования показывают, что микробы под землёй могут получать энергию от движения разломов, происходящих при землетрясениях, а не от солнечного света. Это открытие ставит под сомнение устоявшееся мнение о том, что вся жизнь на Земле зависит от солнечной энергии. Новое исследование раскрывает механизмы, которые позволяют микробам выживать в глубинах Земли, а также может намекать на возможность жизни на других планетах, таких как Марс.

Трещины как источник энергии для микробов

Глубоко под землёй, где нет солнечного света, микробы используют химические процессы, происходящие при растрескивании горных пород, для выживания. Эти трещины и разломы создают водород и перекись водорода, которые становятся источником энергии для подземных организмов.

• При разрушении горных пород, таких как кварц или базальт, свободные радикалы расщепляют воду на водород и перекись водорода.
• В результате этих процессов создаются вещества, которые могут поддерживать жизнь, даже в условиях полной темноты, вдали от солнечного света.

Землетрясения: мощный источник энергии для жизни

Землетрясения и тектоническая активность, которые происходят на больших глубинах, высвобождают механическую энергию, которая преобразуется в химическую. Эта энергия активирует химические реакции, которые поддерживают микробные сообщества под землёй.

• В лабораторных экспериментах было показано, что растрескивание пород высвобождает водород в количествах, которые могут поддерживать подземные микробные биопленки.
• Такие всплески водорода достаточно мощны, чтобы обеспечивать микроорганизмы энергией на протяжении длительного времени между землетрясениями.

Роль железа в подземной жизни

Для выживания микробам недостаточно только водорода. Они также нуждаются в акцепторах электронов, и железо играет важную роль в этих процессах.

• Реактивные атомы водорода могут превращать трёхвалентное железо (Fe³⁺) в двухвалентное железо (Fe²⁺), создавая самоподдерживающийся цикл.
• Эта химическая активность позволяет поддерживать устойчивые экосистемы в условиях глубоких слоёв Земли.

Параллели с жизнью на других планетах

Это открытие имеет важные космологические последствия. Планеты с хрупкой корой, такие как Марс, могут иметь аналогичные процессы, поддерживающие микробную жизнь.

• Марс, с его многочисленными тресками в горных породах и изменениями в железе, может быть подходящей средой для существования жизни, основанной на химических реакциях, подобных тем, что происходят на Земле в подземных экосистемах.
• Исследования показывают, что искусственные инструменты, которые могут обнаружить водород, метан или изменения в железе, могут помочь астробиологам выявить признаки жизни на других планетах, даже в самых суровых и сухих условиях.

Что это открытие означает для нас

• Это исследование расширяет наши представления о глубинной биосфере Земли, показывая, как жизненные цепочки могут быть основаны не только на солнечной энергии, но и на химической энергии, выделяющейся в результате геологических процессов.
• Также это открытие помогает нам понимать, как жизнь могла возникать в таких экстремальных условиях на других планетах, открывая новые горизонты для исследований в области астробиологии.

Это исследование помогает нам лучше понять, как жизнь на Земле может существовать в условиях, далеко от солнечного света, и дает нам инструменты для поиска жизни на других планетах, таких как Марс. Жизнь на Земле доказала свою невероятную способность к адаптации, и это открытие лишь подчеркивает, как разнообразные механизмы могут поддерживать экосистемы даже в самых экстремальных условиях.

Уточнения

Экосисте́ма или экологи́ческая систе́ма - основная природная единица на поверхности Земли, совокупность совместно обитающих организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему.