Научници са Опсерваторија дубоких угљеника (ДЦО) трансформишу наше разумевање живота дубоко у Земљи, а можда и у другим световима. Њихова открића указују на то да би у под површини других планета и луна могао постојати обилан живот, чак и тамо где су температуре екстремне, а енергија и храњиве материје мало. Они су такође открили да сав живот скривен у дубокој Земљи садржи стотине пута више угљеника него читаво човечанство и да је дубока биосфера скоро дупло већа од обима свих Земљиних океана.
„Постојећи модели угљиковог циклуса ... још увек нису у току.“ - Др Марк Левер, Управни одбор заједнице дубоког живота ДЦО-а. "
ДЦО није установа, већ група од преко 1.000 научника из 52 земље, укључујући геологе, хемичаре, физичаре и биологе. Приближавају се крају десетогодишњег пројекта за истраживање како циклус дубоких угљеника утиче на Земљу. 90% угљеника у Земљи је унутар планете, а ДЦО је наш први напор да то заиста схватимо.
ДЦО је глобално настојање. Тимови научника истражили су неке од најдубљих мина на Земљи, извртали дубље у океанско дно него икада раније и прегледали вулкане у својим напорима да разумеју дубоки угљенични циклус Земље. И још нису сасвим готови.
Открили су чудан подземни свет који садржи између 245 до 385 пута више угљеника него читаво човечанство. Према ДЦО, 70% бактерија и археја на Земљи живи под земљом, а постоје у најдубљим познатим подземним површинама. А неки од њих су зомбији.
Неки од њих постоје у окружењима која имају изузетно мало енергије и хранљивих материја. Они једва расту и троше своје расположиве ресурсе на одржавање, уместо на репродукцију. Ове „зомби“ бактерије могу живети милионима година без репродукције, запањујуће откриће са последицама на историју живота на Земљи и постојање живота на другим световима.
Да бих дубље погледао рад ДЦО-а, разговарао сам са др Марком Левером, геомикробиологом и професором из Швајцарског савезног технолошког института у Цириху. Др Левер је такође у Управном одбору заједнице дубоких живота окружног окружног окружења и даје нам више увида у рад окружног одељења, шта будућност има и какве последице има за тражење живота.
Следе одломци интервјуа са е-маила са др Левером који говори о циклусу дубоких угљеника и животу дубоко у Земљи.
УТ: Знам да научници нерадо превише нагађају, са добрим разлогом. Али Спаце Магазине је пре свега веб локација о свемиру и знам да ће се наши читаоци запитати како се то знање односи на Тражење живота у нашем Сунчевом систему. Марс? Ледени месеци? Други светови?
МЛ: „Много се говорило о кориштењу темељних увида добијених проучавањем дубоког угљиковог циклуса Земље за истраживање станишта и циклуса угљеника на другим планетима и планетарним месецима у нашем Сунчевом систему. Слично планети Земљи, која има богату и огромну биосферу у свом подземном камењу и седиментном окружењу, ове планете и њихови месеци могу имати плодну и разноврсну биосферу испод својих често ненасељених површина. "
"... наша планета би се могла показати ... савршено полигон за технологије које ће омогућити откривање и детаљно проучавање живота другде у нашем Сунчевом систему и шире." - Др Марк Левер.
„Многе технологије које се користе за истраживање дубоког живота на Земљи, укључујући технологије бушења које омогућавају приступ узорцима без загађења километрима испод морског дна или одоздо дубоким антарктичким леденим формацијама и софистицираним аутоматизованим алатима за праћење и инструментима који су развијени. , биће од суштинског значаја за истраживање ових изванземаљских система. "
„Могло би се испоставити да ће наша планета - делимично спонзорисати ДЦО - бити савршено полигон за технологије које ће омогућити откривање и детаљно проучавање живота другде у нашем Сунчевом систему и шире.“
„Такође мислим да су научни увиди релевантни за проналазак и откриће живота на другим планетима. Једна од главних жаришта истраживања Опсерваторија дубоких угљеника је идентификација граница живота - и биолошког бициклизма угљеника - на Земљи. Које варијабле одређују где живот може или не може постојати на Земљи? Еверетт Схоцк је прикладно сковао термин „биотичка обруб“ да би описао ту замишљену границу у условима окружења која раздваја насељени од не насељених “.
„Земаљска унутрашњост је веома обећавајуће место за истраживање овог биотског руба због великог распона услова у погледу температуре, пХ, притиска, пора пора, концентрације хранљивих материја и доступности енергије који се тамо могу наћи. Неколико експедиција (ДЦО) успело је да се избуши у дубоком седименту и стијенама и успе да документује како се биомаса и обиље живота постепено смањују све док живот није близу или испод границе детекције. "
"Ако живот на ванземаљским телима дели исту или сличну биохемију као и живот на Земљи, тада ће разумевање шта контролише и ограничава дистрибуцију живота на Земљи вероватно бити релевантно за ова друга ванземаљска тела."
„У погледу планетарних тела које смо започели детаљније да истражујемо, наша тренутна величина узорка је 1. Степен до кога су наше интерпретације тачне или чак универзалне може се утврдити само проучавањем додатних планетарних тела изван онога у коме тренутно живимо. на."
УТ: Да ли ће ово ново знање о Земљином циклусу угљеника и дубокој биосфери утицати на наше разумевање климатских промена, не само сада, већ у дубокој прошлости?
МЛ: „Циљ циклуса дубоких угљеника био је побољшати темељно разумевање циклуса угљеника од формирања Земље. Већина овог истраживања је од суштинског значаја за тренутне и прошле климатске промене, јер доприноси бољем разумевању фактора који контролишу размену угљеника између „површинског света“ - атмосфере, хидросфере и најудаљенијег слоја литосфере - и "Дубоко подземље", тј. Већи део планете који лежи негде од неколико метара до хиљаде километара испод најудаљенијег слоја литосфере. "
"Чак и најмања промена размене угљеника између површинског и подземног света имала би драматичне последице за климу Земље - у било које време током њене историје." - Др Марк Левер.
„Разумевање ових размена изузетно је важно за разумевање прошлих, савремених и будућих климатских промена јер је количина угљеника која постоји у„ површинском свету “вероватно само једна десетина хиљаде количине угљеника која је присутна у подземним седиментима широм света, а можда само сто милиона све количине угљеника која је присутна у Земљиној кори и горњем плашту. "
"Чак и најмања промена размене угљеника између површинског и подземног света имала би драматичне последице за климу Земље - у било које време током њене историје."
УТ: Да ли је дубока биосфера могла да игра улогу у опоравку Земље од дешавања изумирања попут пермијско-тријанског изумирања? То је огромно питање, али постоји ли начин да се схвати дубока биосфера у прошлости и како се она можда временом променила?
МЛ: „Најдиректнија веза коју видим са пермско-тријазним изумирањем иде у другом смеру: постоје докази да је отприлике у исто време, било да се односи на велике метеорске утицаје или не, дошло до повећаног ослобађања метана из метан хидрати, тј. "метан лед" који се формира на ниској температури и под високим притиском у морском дну. "
„Већина метана и метан хидрата, који су присутни у морском дну, вероватно се производе од микроорганизама који живе на стотинама метара испод морског дна. Нагло ослобађање огромних количина метана са ефектом стаклене баште, којег су углавном произвели микроорганизми из дубоке биосфере, можда је допринело пермијско-тријамском изумирању. "
„У океанима постоје микроорганизми који једу метан и удишу кисеоник. Када се повећала количина раствореног метана, ови микроорганизми су можда потрошили сав растворани кисеоник у деловима океана и допринели истребљењу многих морских животиња којима је потребан растворљени кисеоник да дишу и опстану. "
УТ: Ја дубоку биосферу стално размишљам као својеврсни „свод“ за земаљски генетски материјал, врсту ненамјерног чувања. Мислите ли да постоји тачност те идеје?
МЛ: „Јако ми се допада концепт„ трезора “, и мислим да има смисла јер одређени типови околине Земљине унутрашњости, нпр. ултрамафилне стијене, базалтна кора, вјероватно су остале прилично сличне од настанка живота прије отприлике четири милијарде година. "
Идеја о микробном „трезору“ вероватно се углавном односи на живе организме који имају механизме да поправе своје генетске информације, тј. ДНК и РНК. “
"Изгледа мало вероватно да ћемо икада успети да вратимо нетакнуте генске секвенце из најранијих живих организама на Земљи у дубокој биосфери." - Др Марк Левер, ДЦО.
„ДНК и РНК су одлични извори енергије и хранљивих материја за многе микроорганизме, који се брзо разградјују ако се пусте у животну средину. Такође су уништени спонтаним хемијским реакцијама - које се јављају чак и унутар живих ћелија. Живе ћелије могу открити већину ових спонтаних мутација, поправити их и на тај начин одржати нетакнуте генетске информације које им омогућавају да остану живе. ДНК или РНА из мртвих организама се, међутим, не поправљају. "
„Мале количине релативно нетакнуте секвенце ДНК или РНК могу се сачувати у подземним стаништима током временских периода хиљадама година, или понекад и неколико милиона година, али по могућности не и даље од тога. Изгледа мало вероватно да ћемо икада успети да вратимо нетакнуте секвенце гена из најранијих живих организама Земље у дубокој биосфери. "
УТ: ДЦО је направио неколико запањујућих открића. Шта слиједи за ДЦО, и шта мислите, који ће бити смјер за будућа истраживања дубоке биосфере?
МЛ: „Период финансирања ДЦО преко Фондације Алфред П. Слоан приводи се крају јесени 2019. Велика финална конференција биће одржана у Националној академији наука у Васхингтону следећег октобра, у којој ће бити одржано 10 година постојања ДЦО биће прослављени и биће истражени будући правци науке везане за дубоке угљенике. "
„Постоје многи разговори међу научницима ДЦО-а о начинима одржавања ове разнолике, интердисциплинарне заједнице геофизичара, геолога, геохемичара и микробиолога. Један догађај који ће нас и даље окупљати је Гордонова истраживачка конференција тематска „Дубока наука о угљенику“ која се први пут одржала у лето 2018. године и која се - због великог успеха - планира да се догоди сваке две године. “
„Један важан правац је значај земљотреса у подржавању дубоке биосфере. Земљотреси стварају ново станиште за микроорганизме разбијањем Земљине коре и омогућавањем микробовима да колонизују те ломове и приступе изворима енергије из стена, попут редукованог гвожђа. Земљотреси такође пумпају течност дубоког извора која је богата микробним супстратима енергије, као што су водоник или метан, из ненасељене унутрашњости Земље до плитких, насељених зона и на тај начин може омогућити дубоком животу да се шири циклусима пуцања и удара у сеизмички активним регионима. “
УТ: Шта лично мислите да је најузбудљивије откриће које долази из ДЦО-а?
„... остаје могућност за фундаментална научна открића у вези са Земљиним угљениковим циклусом.“ - Др Марк Левер, доктор.
„За мене је најузбудљивији налаз можда тај што је вулкански ток ЦО2 у атмосферу двоструко већи него што се раније мислило. Ово откриће - заједно са многим другим од стране ДЦО - показује како постојећи модели угљиковог циклуса, посебно у погледу размене угљеника између површинског и подземног света, још увек раде у току. Сходно томе, остаје могућност за фундаментална научна открића у вези са Земљиним угљениковим циклусом. “
- Веб локација Дееп Царбон Обсерватори
- Веб локација Центра за истраживање тамне енергије у биосфери
- Изјава за медије ДЦО-а: Живот у дубокој Земљи укупно износи 15 до 23 милијарде тона угљеника - стотине пута више од људи
