Китайские учёные опровергли устоявшееся мнение, что «вся жизнь зависит от солнечного света». В статье, опубликованной в журнале Science Advances, исследователи выяснили, как микробы в глубоких подземных слоях получают энергию за счёт химических реакций, вызванных разломами земной коры. Это открывает новые возможности для понимания жизни глубоко под поверхностью Земли.
Исследование проводилось под руководством профессора Хэ Хунпина, члена Китайской академии наук (КАН), и профессора Чжу Цзяньси из Гуанчжоуского института геохимии КАН.
Долгое время считалось, что глубокие подземные слои непригодны для жизни из-за отсутствия солнечного света и органических веществ. Однако в последние годы было обнаружено, что в этих слоях существует обширная активная биосфера, изобилующая разнообразными микроорганизмами.
Эти микробы получают энергию из абиотических окислительно-восстановительных реакций, происходящих при взаимодействии воды и горных пород. Водород (H₂) служит для них основным источником энергии, а окислители также необходимы для метаболических процессов. Однако их происхождение ранее было недостаточно изучено.
Чтобы разгадать эту тайну, исследовательская группа смоделировала активность разломов земной коры и обнаружила, что свободные радикалы, образующиеся при разрушении горных пород, могут разлагать воду, создавая водород и окислители, такие как перекись водорода (H₂O₂). Эти вещества создают особый окислительно-восстановительный градиент в системах разломов, который может далее вступать в реакцию с железом (Fe) в подземных водах и горных породах — окисляя двухвалентное железо (Fe²⁺) до трёхвалентного (Fe³⁺) или восстанавливая трёхвалентное железо (Fe³⁺) до двухвалентного (Fe²⁺), в зависимости от местных окислительно-восстановительных условий.
В богатых микробами разломах производство водорода, вызванное разломами, связанными с землетрясениями, было в 100 000 раз больше, чем при других известных путях, таких как серпентинизация и радиолиз. Команда продемонстрировала, что этот процесс эффективно управляет окислительно-восстановительным циклом железа, который, в свою очередь, влияет на геохимические процессы таких элементов, как углерод, азот и сера, поддерживая микробный метаболизм в глубокой биосфере.
Это исследование проливает новый свет на источники энергии и экологическое разнообразие глубокоподземной биосферы. Профессора Хэ и Чжу также отметили, что системы разломов на других планетах, подобных Земле, потенциально могут обеспечить условия для существования внеземной жизни, открывая новые возможности для поиска жизни за пределами Земли.
Предоставлено Китайской академией наук.