Ζωή χωρίς ηλιακό φως; - Οι ρωγμές από σεισμούς τροφοδοτούν μικροοργανισμούς στα έγκατα της Γης
Κινέζοι ερευνητές αμφισβήτησαν πρόσφατα την παραδοσιακή πεποίθηση ότι «όλη η ζωή εξαρτάται από το φως του ήλιου». Σε μελέτη που δημοσιεύθηκε στο Science Advances, οι ερευνητές εντόπισαν τον τρόπο με τον οποίο τα μικρόβια σε περιοχές βαθιά κάτω από την επιφάνεια του εδάφους μπορούν να αντλούν ενέργεια από χημικές αντιδράσεις που προκαλούνται από ρήξεις του φλοιού της Γης, προσφέροντας σημαντικές πληροφορίες για τη ζωή στα βάθη του πλανήτη.
Η έρευνα διεξήχθη υπό την ηγεσία του καθηγητή Hongping He, μέλους της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών (CAS), και του καθηγητή Jianxi Zhu, αμφότεροι από το Ινστιτούτο Γεωχημείας της CAS στο Γκουάνγκτζου.
Τα βαθιά εδάφη της γης, που για πολύ καιρό θεωρούνταν αφιλόξενα για τη ζωή λόγω της απουσίας ηλιακού φωτός και οργανικής ύλης, τα τελευταία χρόνια έχει αποδειχθεί ότι φιλοξενούν μια μεγάλης κλίμακας, εξαιρετικά ενεργή βιόσφαιρα που σφύζει από ποικίλους μικροοργανισμούς.
Αυτά τα μικρόβια αντλούν ενέργεια από αβιοτικές οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις κατά τη διάρκεια αλληλεπιδράσεων νερού-πετρώματος. Το υδρογόνο (H2) αποτελεί την κύρια πηγή ενέργειας τους και τα οξειδωτικά είναι επίσης απαραίτητα για τις μεταβολικές δραστηριότητες, αλλά η προέλευσή τους δεν ήταν μέχρι τώρα καλά κατανοητή.
Για να λύσει αυτό το μυστήριο, η ερευνητική ομάδα προσομοίωσε τις δραστηριότητες των ρηγμάτων του φλοιού της Γης και ανακάλυψε ότι οι χημικές ρίζες που παράγονται κατά τη θραύση των πετρωμάτων μπορούν να αποσυνθέσουν το νερό, παράγοντας τόσο υδρογόνο όσο και οξειδωτικά όπως το υπεροξείδιο του υδρογόνου (H2O2).
Αυτές οι ουσίες δημιουργούν μια ξεχωριστή κλίση οξειδοαναγωγής εντός των συστημάτων ρωγμών, η οποία μπορεί να αντιδράσει περαιτέρω με το σίδηρο (Fe) στα υπόγεια ύδατα και τα πετρώματα — οξειδώνοντας το σίδηρο (από Fe²⁺ σε Fe³⁺) ή προκαλώντας αναγωγή σε αυτό (από Fe³⁺ σε Fe²⁺), ανάλογα με τις τοπικές συνθήκες.
Σε ρωγμές πλούσιες σε μικροοργανισμούς, η παραγωγή υδρογόνου που προκαλείται από σεισμικές ρωγμές βρέθηκε να είναι έως και 100.000 φορές μεγαλύτερη από αυτή που προέρχεται από άλλους γνωστούς μεθόδους, όπως η σερπεντινίωση και η ραδιολύση. Η ομάδα απέδειξε ότι αυτή η διαδικασία καθοδηγεί τον οξειδοαναγωγικό κύκλο του σιδήρου, ο οποίος με τη σειρά του επηρεάζει τις γεωχημικές διεργασίες στοιχείων όπως ο άνθρακας, το άζωτο και το θείο, διατηρώντας τον μεταβολισμό των μικροοργανισμών στη βαθιά βιόσφαιρα.
Η μελέτη αυτή ρίχνει νέο φως στις πηγές ενέργειας και την οικολογική ποικιλομορφία της βιόσφαιρας που βρίσκεται βαθιά κάτω από την επιφάνεια του πλανήτη. Οι καθηγητές He και Zhu σημείωσαν επίσης ότι τα συστήματα ρωγμών σε άλλους πλανήτες παρόμοιους με τη Γη θα μπορούσαν ενδεχομένως να παρέχουν συνθήκες κατάλληλες για εξωγήινη ζωή, προσφέροντας μια νέα προσέγγιση για την αναζήτηση ζωής πέρα από τη Γη.