Микробы на дне океана выживают за счет побочных продуктов радиоактивного процесса

Группа исследователей из Высшей школы океанографии Университета Род-Айленда и их сотрудники обнаружили, что многочисленные микробы, живущие в древних отложениях под морским дном, поддерживаются в основном химическими веществами, созданными естественным радиационным излучением молекул воды.

Команда обнаружила, что образование этих химикатов значительно усиливается минералами в морских отложениях. В отличие от общепринятого мнения, что жизнь в донных отложениях питается продуктами фотосинтеза, экосистема, подпитываемая облученной водой, начинается всего в нескольких метрах от морского дна в большей части открытого океана. Этот залитый радиацией мир — одна из крупнейших экосистем Земли по объему.

«Эта работа дает важный новый взгляд на доступность ресурсов, которые подповерхностные микробные сообщества могут использовать для поддержания себя. Это фундаментально для понимания жизни на Земле и ограничения обитаемости других планет — таких, как Марс»

Жюстин Соваж, научный сотрудник Гетеборгского университета

Процесс, лежащий в основе выводов исследовательской группы, называется радиолизом воды — это расщепление молекул воды на водород и окислители в результате воздействия естественного излучения. Полученные молекулы становятся основным источником пищи и энергии для микробов, живущих в отложениях.

Морские отложения фактически усиливают производство этих полезных химикатов. Если есть одинаковое количество облучения в чистой воде и во влажных отложениях, получится намного больше водорода во влажных отложениях. Осадки делают производство водорода намного более эффективным.

Почему этот процесс усиливается во влажных отложениях, неясно, но ученые предполагают, что минералы в отложениях могут вести себя как полупроводники, делая процесс более эффективным.

Эти открытия стали результатом серии лабораторных экспериментов, проведенных в Центре ядерных исследований Род-Айленда. Ученые облучали флаконы с влажным осадком из различных мест в Тихом и Атлантическом океанах, собранные в рамках программы Integrated Ocean Drilling Program и исследовательскими суднами США. Затем они сравнили производство водорода с аналогичным образом облученными пробирками с морской водой и дистиллированной водой. Осадок усилил результаты в 30 раз.

«Это исследование представляет собой уникальное сочетание сложных лабораторных экспериментов, интегрированных в глобальный биологический контекст».

Артур Спивак, профессор океанографии URI.

Если можно поддерживать жизнь в подземных морских отложениях и других подземных средах за счет естественного радиоактивного расщепления воды, то, возможно, можно поддерживать жизнь таким же образом в других мирах. Некоторые из тех же минералов присутствуют на Марсе, и пока есть эти влажные каталитические минералы, этот процесс будет протекать. Если можно катализировать производство радиолитических химикатов с высокой скоростью во влажных недрах Марса, тогда можно потенциально поддерживать жизнь на том же уровне, что и в морских отложениях.

Результаты исследовательской группы также имеют значение для ядерной отрасли, в том числе для того, как хранить ядерные отходы и как управлять ядерными авариями. Если ядерные отходы хранятся в отложениях или скалах, они могут генерировать водород и окислители быстрее, чем в чистой воде. Этот естественный катализ может сделать эти системы хранения более агрессивными, чем это обычно считается.

Следующими шагами исследовательской группы будет изучение влияния производства водорода посредством радиолиза в других средах на Земле и за ее пределами, включая океаническую кору, континентальную кору и недра Марса. Они также будут стремиться углубить понимание того, как подземные микробные сообщества живут, взаимодействуют и развиваются, когда их первичный источник энергии получается за счет естественного радиолитического расщепления воды.

Читайте также

Физики создали аналог черной дыры и подтвердили теорию Хокинга. К чему это приведет?

Аборты и наука: что будет с детьми, которых родят

Ученые обнаружили предел скорости в квантовом мире

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Шесть анонсов с презентации Apple новых iPad
Новости
Семь загадок Солнечной системы и Солнца, которые ученые пока не решили
Кейсы
Посмотрите, что будет с вами при падении в черную дыру
Новости
Сибирские «врата в подземный мир» растут: что происходит в Батагайке
Новости
Оказалось, в прошлом Марс был больше похож на Землю, чем все думали
Наука
Крепость римских легионеров, которой 2000 лет, нашли рядом с собором
Наука
Терапия светом помогла при травмах позвоночника
Наука
Робот-гуманоид с электроприводом может работать вслепую
Новости
Вакцина заставляет иммунитет бороться с раком мозга, показали испытания на людях
Наука
Вольфрамовый токамак WEST удерживал плазму в течение рекордных 6 минут
Наука
Посмотрите, как робопес, обученный ИИ, балансирует на гимнастическом шаре
Новости
Генная терапия улучшила зрение у людей с наследственной слепотой
Наука
Перед презентацией Apple появились подробности о новых iPad Pro и iPad Air
Новости
Астрономы наблюдали свет вокруг гигантских черных дыр, образовавшихся вскоре после Большого взрыва
Наука
В мозге человека нашли «нейронный компас», который помогает определять направление
Наука
Электричество получили из влаги в воздухе с помощью бактериальных «проводов»
Наука
Разработана вакцина, которая защищает от коронавирусов будущего
COVID-19
Ограничения в работе TikTok не повлияли на популярность социальной сети
Новости
Исчезновение «щита» от солнечной радиации совпало с рассветом жизни на Земле 590 млн лет назад
Наука
Крошечные «бессмертные» черные дыры могут заполнять Вселенную и объяснять темную материю
Наука