Až do počátku 90. let nikdo netušil, jak aktivní může být život obyvatel hlubin Země. Vědci nyní věří, že mikroby žijící v podzemí mohly pomoci utvářet kontinenty, uvolňovat kyslík a dávat život, jak jej známe. Atlantic Magazine zkoumá, jak by studium těchto mikroorganismů na naší planetě mohlo pomoci odhalit život ve vesmíru, jako je Mars.
Žijí tisíce metrů pod povrchem Země. Živí se vodíkem a emitují metan. A jsou schopni změnit náš svět zásadněji, než si dokážeme představit.
Alexis Templeton vzpomíná na 12. ledna 2014 jako den, kdy voda explodovala. Skleněná láhev Pyrex, která byla pevně zavřená a naplněná vodou, explodovala jako balón.
Templeton řídil její Land Cruiser přes hrbolatý a skalnatý povrch údolí Wadi Lawayni, širokým pruhem proříznutým ománskými horami. Zaparkovala auto na betonové plošině s výhledem na nedávno vyvrtanou studnu. Templeton otevřel víko této studny a spustil láhev do temných hloubek, doufal, že získá vzorky vody z hloubky asi 260 metrů.
Údolí Wadi Lavaini je obklopeno skalnatými vrcholy čokoládově hnědé barvy, tyto skály jsou tvrdé jako keramika, ale jsou zaoblené a visící, spíše jako staré cihly vyrobené z bahna. Tento fragment vnitřku Země, velikost státu Západní Virginie, byl vytlačen na povrch kolizí tektonických desek před miliony let. Tyto exotické skály - představují anomálie na zemském povrchu - způsobily, že Templeton přišel k Ománu.
Brzy poté, co zvedla láhev s vodou z hloubky studny, praskla pod vnitřním tlakem. Voda praskla z trhlin a praskla jako soda. Plyn, který v ní explodoval, nebyl oxid uhličitý, jako v nealkoholických nápojích, ale vodík, hořlavý plyn.
Templeton je geobiolog na Coloradské univerzitě v Boulderu a tento plyn má pro ni zvláštní význam. "Organismy milují vodík," říká. To znamená, že to milují. Vodík sám o sobě nemůže být považován za důkaz života. To však naznačuje, že skály pod zemským povrchem mohou být přesně tam, kde může život prospívat.
Templeton je jedním z rostoucího počtu vědců, kteří věří, že hloubky Země jsou plné života. Podle některých odhadů může tato neprobádaná část biosféry obsahovat od jedné desetiny do poloviny veškeré živé hmoty na Zemi.
Propagační video:
Vědci objevili mikroby, které obývají žulové skály v hloubce asi dvou kilometrů (6 000 stop) ve Skalistých horách, jakož i v mořských sedimentárních horninách, které sahají až do doby dinosaurů. Ve zlatých dolech Jižní Afriky v hloubce 340 metrů (11 tisíc stop) našli dokonce i drobné živé věci - červy, které vypadají jako krevety členovců, balonkovité rotifery.
My lidé mají sklon vnímat svět jako pevnou skálu pokrytou tenkou vrstvou života. Pro vědce jako Templeton však planeta vypadá spíše jako kruh sýra, jehož husté okraje jsou neustále ničeny množením mikrobů, které žijí v jeho hloubkách. Tato stvoření se živí z těch zdrojů, které se zdají nejen nepoživatelné, ale také nehmotné - mluvíme o atomovém rozkladu radioaktivních prvků, o procesu, ke kterému dochází v důsledku tlaku hornin, které se ponořují do hlubin Země a jejich rozkladu, a možná i asi zemětřesení.
Templeton přišel k Ománu, aby našel skryté oázy života. Prskání vodíkovým plynem v roce 2014 bylo důležitým důkazem toho, že byla na správné cestě. Proto se Templeton a její kolegové loni v lednu vrátili do Ománu, aby vyvrtali studnu do hloubky 400 metrů (1300 stop) a pokusili se najít obyvatele těchto hloubek.
Jednoho horkého zimního večera se ozval pronikavý zvuk přes rozpálené oblasti Wadi Lavaina Valley. Téměř uprostřed tohoto údolí se objevil buldozer. A před ním byl vrtací hřídel schopný otáčet rychlostí několika otáček za minutu.
Půl tuctu lidí v přilbách - většinou indických dělnících najatých místní společností - obsluhovalo plošinu. Templeton a půl tuctu dalších vědců a postgraduálních studentů stáli několik metrů ve stínu baldachýnu, který se kymácel v mírném vánku. Všichni se ohýbali přes stoly a studovali vzorky hornin, které dělníci přinesli nahoře přibližně každou hodinu.
Tato souprava byla v provozu celý den a přicházející vzorky půdy měnily barvu se zvyšující se hloubkou. Prvních několik metrů skály mělo oranžový nebo žlutý odstín, což naznačuje, že kyslík z povrchu přeměnil železo obsažené ve skále na rezavé minerály. V hloubce 20 metrů zmizely stopy kyslíku a kameny ztmavly na zeleno-růžovou barvu s černými žilami.
"Krásný kámen," řekla Templeton a hladila rukou latexovou rukavicí povrch. Její brýle byly zvednuté a spočívající na rovných tmavých blonďatých vlasech, odhalující tváře, které ztmavly z let práce na lodích, na tropických ostrovech, v zeměpisných šířkách Arktidy a jinde. "Doufám, že uvidím více tohoto druhu materiálu," řekla.
Tento zeleno-černý kámen jí poskytl pohled na něco, co je téměř nemožné vidět jinde na naší planetě.
Ukázalo se, že tyto vzorky hornin, přivedené na povrch z velkých hloubek, jsou bohaté na železo - železo ve formě minerálů, které zpravidla na zemském povrchu nepřežijí. Toto podzemní železo je tak chemicky reaktivní, má tendenci se kombinovat s kyslíkem natolik, že když přichází do styku s vodou pod zemí, molekuly vody se rozbijí. Vytáhne kyslík z vody a nechá za sebou vodík.
Geologové nazývají tento proces „serpentinizací“, protože zanechává pozoruhodné stopy černých, zelených a bílých minerálů. Serpentinizace se obvykle vyskytuje na místech nepřístupných pro člověka, a to i v hloubce několika tisíc metrů pod dnem Atlantského oceánu.
A tady, v Ománu, se horniny umístěné v hlubinách Země dostávají tak blízko k povrchu, že k hadovitému výskytu dochází jen pár set metrů pod nohama. Vodík, který v roce 2014 roztrhl lahvičku s vodou Tempelton, byl malým příkladem procesu serpentinizace; voda dobře vyvrtaná před několika lety v tomto regionu vyprodukovala tolik vodíku, že dokonce hrozila exploze, a v důsledku toho byla vláda nucena ji naléhavě konkretizovat.
Vodík je zvláštní látka. Používá se jako jeden z pohonných hmot pro vypuštění raketoplánu Apollo a raketoplánů na oběžné dráze a je to jeden z energeticky nejbohatších prvků, které se na Zemi přirozeně vyskytují. Díky tomu je důležitou potravou pro mikroby, které existují pod zemským povrchem.
Fragmenty horniny určené pro geologický výzkum.
Celkově mohou mikroby žijící pod horami ve východním Ománu každý rok spotřebovat tuny vodíku, což má za následek pomalé a kontrolované spalování plynu, přesně řízené enzymy uvnitř jejich buněk naplněných vodou.
Vodík je však pouze polovinou životní rovnice - pro výrobu energie z vodíku potřebují mikrobi něco jiného, aby ho spálili, stejně jako lidská rasa je nucena dýchat kyslík, aby mohla zpracovat jídlo. Hlavním úkolem Templetonu je přesně pochopit, s čím mikroby „dýchají“v takové hloubce pod Zemí, kde není kyslík.
Ve dvě hodiny odpoledne zamíří zbitý pickup k vrtnému místu po prašné a blátivé silnici. Za ním je - přesně jeden po druhém - šest velbloudů, jejich hlavy se kymácí ve větru. Jsou to místní zvířata, jsou svázána krátkými vodítky a míří k nové pastvině umístěné někde v tomto údolí.
Templeton, zapomněl na velbloudy, náhle vykřikl a neskrýval své vzrušení: „Zlato!“Ukázala na vzorek půdy na stole a na malou akumulaci žlutých kovových krystalů. Jejich kubický tvar pomohl pochopit její malý vtip: tyto krystaly nebyly skutečné zlato, ale zlato bláznů, které se také nazývá železný pyrit.
Železný pyrit je složen ze železa a síry, a to je jeden z minerálů, který se také nazývá „biogenní“: jeho tvorba je někdy spojena s aktivitou mikrobů. Krystaly samotné mohou být vytvořeny z odpadu, který mikrobiální buňky „vydechují“. Proto může být pyrit vedlejším produktem mikrobiálního metabolismu, což je možnost, kterou Templeton nazývá „krásný“.
Po návratu domů v Coloradu bude těmto krystalům věnovat stejnou pozornost, jakou by archeolog věnoval hromadě starověkých římských odpadků. Řezá je na průhledné kousky a zkoumá je pod mikroskopem. Pokud je pyrit skutečně produktem živých buněk, pak mikroby „pravděpodobně mohou být pohřbeny v minerálech“. Doufá, že najde jejich zkamenělá těla.
Až do počátku 90. let nikdo netušil, jak aktivní může být život obyvatel hlubin Země. První důkaz byl nalezen ve skále pod mořským dnem.
Geologové si dlouho všimli, že vulkanické plyny, které se nacházejí v temných čedičových horninách, jsou tisíce metrů pod hladinou mořského dna, které má často mikroskopické deprese a tunely. "Netušili jsme, že by to mohlo být biologické," říká Hubert Staudigel, vulkanolog z Scrippsova oceánografického ústavu v La Jolla v Kalifornii.
V roce 1992 mladý vědec Ingunn Thorseth z University of Bergen v Norsku navrhl, že tyto deprese jsou geologickým ekvivalentem zubního kazu - mikroby jej zabudovaly do sopečného skla spotřebou atomů železa. Thorset ve skutečnosti zjistil, co by se mohlo mýlit za mrtvé buňky uvnitř těchto depresí ve skále shromážděné tři tisíce stop pod mořským dnem.
Když byly tyto objevy publikovány, Templeton v terénu ještě nepracoval. V roce 1996 získala magisterský titul v oboru geochemie a poté odešla do laboratoře Lawrence Berkeley National Laboratory v Kalifornii, kde studovala, jak rychle mikrobi konzumují letecké palivo v zemi na bývalé americké námořní základně. O několik let později studovali doktorskou disertační práci na Stanfordské univerzitě, jak podzemní mikroby metabolizují během metabolismu olovo, arsen a další znečišťující látky.
V roce 2002 se přestěhovala do laboratoře Scripps Lab, kde pracovala s profesory biologie, Bradleym Tebo a Staudigelem, na podobných otázkách, konkrétně na tom, jak mikroby žijí v železe a dalších kovech v čedičovém skle v mořském dně.
V listopadu téhož roku na zadní palubě výzkumného plavidla ve středu Tichého oceánu vylezla poklopem do přistavače Pisces-IV velikosti auta a vrhla se do mořského dna. Terry Kerby, pilot výzkumné laboratoře mořského dna na Havaji, namířil plavidlo na jižní svah Loihi Seamount, podvodní sopky poblíž Havajského velkého ostrova.
Ve výšce 1700 metrů (5 600 stop) podmořský světlomet sotva osvětlil podivnou krajinu pod vodou - neuspořádaná směsice, která vypadala jako těsně zabalené pytle na odpadky, se hromadí v nepořádku v nějaké pyramidě. Tyto takzvané čedičové polštáře vznikaly v průběhu staletí, když láva prosakovala trhlinami, srazila se s mořskou vodou, poté se rychle ochladila a změnila se v hladké kameny. Templeton ležel na boku lavice, třásl se v chladu a sledoval tlustou sklenici, když Kirby štípal čedičové čediče mechanickou rukou. Osm hodin po začátku ponoru na dno oceánu se vrátili na povrch s pěti kilogramy skály.
Ve stejném roce ona a Stuadigel navštívili sopku Kilauea na Havaji a doufali, že shromáždí sopečné sklo bez mikrobů, které by mohli porovnat se vzorky odebranými z mořského dna. Když měli na sobě těžké boty, nepřišli k lávovému proudu a přešli přes zkamenělou kůru, která byla tlustá jen několik centimetrů. Staudigel našel jedno místo, kde oranžová roztavená láva prorazila výslednou ztuhlou kůru. Zvedl kousek horké lávy s kovovou tyčí - vypadalo to jako horký a lepkavý med - a vložil ji do kbelíku s vodou. Voda vrčela pískáním a hlukem a po chvíli láva ztvrdla a změnila se ve sklo.
Zpět v laboratoři Templeton izoloval desítky bakteriálních kmenů, které absorbují železo a mangan z hornin na dně moře. Spolu se svými kolegy znovu roztavila sterilní sklo ze sopky Kilauea v peci, přidala do ní různá množství železa a dalších živin a vyrostla z nich bakteriální kmeny. Použila nejmodernější techniky, včetně rentgenového záření, as radostí sledovala, jak bakterie recyklují minerály.
"Celý můj suterén byl zanesen čedičovými kameny zvednutými od dna moře, protože jsem je prostě nemohl odmítnout," řekla mi jeden z těch dnů, kdy nedocházelo k vrtání.
Tyto vzorky hornin, jakož i bakterie, které se na nich živily, však měly z pohledu Templetona jednu velkou nevýhodu - byly odebrány z mořského dna, kde voda již obsahuje kyslík.
Kyslík je součástí všech živých věcí na Zemi - od aardvarků a žížal po medúzy; naše atmosféra a většina oceánů je naplněna redistribucí. Země však měla tolik kyslíku jen po malé období své historie. Dokonce ani dnes se obrovské části biosféry naší planety nikdy nesetkaly s kyslíkem. Stačí se pár metrů ponořit do země a už nebude existovat žádný kyslík. Na jakémkoli jiném místě ve sluneční soustavě, včetně Marsu, kde život může existovat, nenajdete žádný kyslík.
Zatímco Templeton studoval hlubokou biosféru Země, zajímala se také otázka původu života na naší planetě a na dalších místech sluneční soustavy. Prozkoumání podzemního prostoru může poskytnout pohled na tato oddělená místa a časy, ale to bude možné pouze v případě, že bude moci jít hlouběji, mimo dosah kyslíku.
Ománské hory se zdály být ideálním místem pro tento druh průzkumu. Tato obrovská hmota horniny, postupně vystavená hadovitému procesu, má uvnitř kyslík zbavená místa, stejně jako chemicky aktivní sloučeniny železa, které se podle vědců nacházejí v hlubinách Země.
Templeton a několik dalších výzkumníků hluboké biosféry se zapojili do dalšího významného projektu, který byl v jeho raných fázích plánování, Ománský vrtný projekt.
Projekt vede Peter Kelemen, geolog z newyorské observatoře Lamont-Doherty Earth Observatory. Má své vlastní poslání - hluboké horniny v Ománu interagují nejen s kyslíkem a vodou, ale také s oxidem uhličitým, zatímco stlačují plyn do atmosféry a uzavírají jej v uhličitanových minerálech - tento proces, pokud to vědci pochopí, pomůže lidstvu snížit emise oxidu uhličitého do atmosféry.
Kelemen byl přítomen při vrtání ve Wadi Lavaini v lednu 2018. Byl přesvědčen, že budou objeveny důkazy života. Tyto horniny se původně vytvářely při teplotách nad 980 stupňů Celsia (1800 stupňů Fahrenheita). Rychle se však ochladili a dnes má teplota v horní vrstvě, která je asi 500 metrů hluboká, teplotu asi 30 stupňů Celsia (90 stupňů Fahrenheita). Tyto skály „nebyly dostatečně horké, aby zabíjely všechny mikroby od křídy“- éra dinosaurů.
Ve tři hodiny odpoledne se půl tuctu členů posádky shromáždilo u ropné plošiny pro určitý druh rituálu, který všichni očekávají s velkou pozorností.
Nová část jádra, právě odebraná z vyvrtané šachty, je spuštěna na podstavec. Mluvíme o kamenném válci o výšce tři metry - zhruba odpovídá tloušťce tlustému konci baseballové pálky a nachází se v kovovém válci.
Dělníci zvedli jeden konec této trubky. A jádro z toho vyklouzlo - spolu s černou a lepkavou tekutinou. Na zemi se rozlil černý hustý bahno. Jádro extrahované ze země bylo touto látkou zcela pokryto.
"Ach bože," řekl někdo. - Páni". Všude kolem šeptali.
Jeden z pracovníků setřel vytažené jádro, poté se na jeho hladkém a lesklém povrchu začaly tvořit malé bubliny, jako ve vroucím oleji. Tento vzorek horniny, neovlivněný tlakem, který zažil v podzemí, uvolnil plyny těsně před našimi očima a jeho bubliny prosakovaly póry ve skále. Pach odpadních vod a hořící gumy začal pronikat do vzduchu - vůně, kterou tam vědci okamžitě identifikovali.
"Je to velmi živá skála," řekl Templeton.
„Sirovodík,“řekl Kelemen.
Sirovodík je plyn, který se tvoří v kanálech, ve vašich střevech a také - nyní samozřejmě v podzemí v Ománu. Je produkován mikroby žijícími v nepřítomnosti kyslíku. Zbaveni tohoto životodárného plynu dělají trik, který zvířata žijící na povrchu planety nejsou schopná - začnou dýchat něco jiného. Jinými slovy, pálí jídlo pomocí jiných chemikálií, které se nacházejí pod zemí.
Část jádra vyvýšená na povrch byla proražena pruhy oranžově-skořicového kamene - takto byla označena místa, kterými horká láva lila hlubokými trhlinami na zemském povrchu před miliony let, a v tuto chvíli byla tato skála v útrobách Země v hloubce několika kilometrů …
Tyto stopy fosilizovaného magmatu postupně dávaly své chemické složky podzemní vodě - včetně molekul zvaných sírany, které se skládají z jednoho atomu síry vázaného ke čtyřem atomům kyslíku. Mikroby zřejmě tyto molekuly používaly k trávení vodíku, řekl Templeton. "Jí vodík a vydechují síran." A pak stále uvolňují své plyny.
Sirovodík má nejen silný a nepříjemný zápach. Je také toxický. Samotné mikroby, které jej produkují, proto mohou být při hromadění v podzemí otráveny. Jak se jim podaří zabránit otravě? Znovu nám rock poskytne odpověď.
Vrtání pokračovalo v příštích několika dnech, ale černá kaše postupně mizela. Každé nové jádro přivedené na povrch bylo suché a bez zápachu. Samotná skála se však změnila - její žilní mozaika a hadovitá tma ztmavla a její hlavní odstíny byly šedé a černé a začalo se podobat kostkované sukni namočené v inkoustu.
"Celé toto zatemnění je bioprodukt," řekla Templeton jednoho večera, když ona a její kolega Eric Ellison byli v laboratorním přívěsu s naloženými nástroji, kde balili vzorky hornin, aby je poslali domů. Některé kameny byly v zapečetěných krabicích z plexiskla a Ellison je pohyboval pomocí rukavic umístěných na krabicích na strojích - to vše vyvolalo dojem, že ve shromážděných vzorcích hornin existuje něco zlověstného. Účelem tohoto preventivního opatření však nebylo chránit osobu; to bylo provedeno za účelem zbavení citlivých mikrobů kontaktu s kyslíkem.
Templeton věřil, že právě tyto mikroby měly vliv na nedávné vzorky hornin - sirovodík, který vydechovali, reagoval s horninou a vytvořil sulfid železa, neškodný černý minerál. Pyrit, který jsme viděli dříve, je také složen ze železa a síry a mohl se vytvořit stejným způsobem.
Tyto černé minerály jsou víc než jen akademické rarity. Poskytují letmý pohled na to, jak se mikrobům nejen podařilo přežít v zemské kůře, ale dokázaly je změnit a v některých případech dokonce vytvořit minerály, které jinde neexistují.
Když se s těmito kovy hluboko v zemi srážel sirovodík, vznikly některé z nejbohatších ložisek železa, olova, zinku, mědi, stříbra a dalších kovů. Tyto sulfidy zachytily tyto kovy a koncentrací je přeměňovaly na minerály, které se tvořily po miliony let - dokud nebyly vyneseny na povrch horníky. Sirovodík, který tvořil tyto rudy, byl často vulkanického původu, ale v některých případech byl tvořen mikroby.
Robert Hazen, mineralog a astrobiolog v Carnegie Center ve Washingtonu, DC, věří, že více než polovina minerálů vděčí za svou existenci životním formám - kořeny rostlin, korály, rozsivky a dokonce i podzemní mikroby. Je dokonce připraven navrhnout, že sedm kontinentů naší planety dluží svou existenci částečně mikrobům, které jedí skály.
Před čtyřmi miliardami let Země neměla stálou zemi - nad oceánem se tyčilo jen několik sopečných vrcholů. Mikrobi na mořském dně však tuto situaci pomohli změnit. Zaútočili na čedičová ložiska téměř stejným způsobem jako dnes, přeměňují vulkanické sklo na jílové minerály. A po změkčení se znovu stanou pevnými a mění se v nové kameny - na lehčí a tvárnější materiál než zbytek planety: žula.
Tyto lehké žuly se spojily a zvedly se nad hladinu oceánu, čímž vytvořily trvalé kontinenty. Tento proces se zjevně do jisté míry uskutečnil bez pomoci mikrobů, ale Hazen věří, že jej urychlili. "Můžete si představit, jak mikroby vytvářejí rovnováhu," říká. "Tvrdíme, že mikroby hrály zásadní roli."
Vznik země má významný dopad na vývoj Země. Horniny pod vlivem vzduchu se rychleji zhroutily a do oceánu uvolňovaly živiny, jako je molybden, železo a fosfor. Tyto živiny podporují růst fotosyntetických řas, které absorbují oxid uhličitý a uvolňují kyslík. Asi před dvěma miliardami let se v zemské atmosféře objevily první stopy kyslíku. Před 550 miliony let hladiny kyslíku konečně dosáhly úrovní potřebných pro podporu primitivních zvířat.
Množství vody na Zemi a její optimální odstranění ze Slunce z ní učinily slibný inkubátor na celý život. Jeho přeměna na ráj pro vnímající a kyslík dýchající zvířata však nikdy nebyla zaručena. Mikroby mohly přinést naši planetu do neviditelného bodu obratu - formování kontinentů, kyslíku a formování života, jak jej známe.
A i dnes mikroby pokračují ve vytváření a předělání naší planety zevnitř.
V některých ohledech se podzemní mikroby podobají lidské civilizaci, kde na křižovatce vznikají „města“. V Ománu byla v hloubce 30 metrů umístěna prosperující oáza zapáchajících černých mikrobů v blízkosti průniku několika velkých trhlin ve skále - to jsou kanály, které tam umožňovaly prosakovat vodík a sírany z různých zdrojů.
Elisabetta Mariani, strukturální geologka na University of Liverpool v Anglii, strávila mnoho dní pod stanem a opravovala tyto praskliny ve skalách. Jednou ráno mi zavolala, aby mi ukázala něco zvláštního - roztržení, které probíhalo diagonálně přes jádro, a tam jsi viděl dva skalní povrchy propíchnuté vrstvami zeleného a žlutého serpentinu, tenké jako list papíru.
"Vidíš tyhle koleje?" zeptala se anglicky s přízvukem, který zradil její rodnou italštinu, a ukázala na praskliny na dvou hadovitých površích. Svědčili o tom, že nejde jen o pasivní zlomeninu, ale o aktivní poruchu. "Dva bloky skály se pohnuly a navzájem se dotýkaly tímto směrem," řekla a ukázala na koleje.
Tullis Onstott, geolog z Princetonské univerzity, který není zapojen do vrtného projektu v Ománu, věří, že takové aktivní zlomeniny mohou nejen poskytnout cestu potravinám k pohybu v podzemí - mohou také produkovat jídlo. V listopadu 2017 zahájil Onstott a jeho kolegové odvážný experiment. Svou práci začali v tunelu v hloubce 2500 metrů ve zlatém dole Moab Khotsong v Jižní Africe a odtud vrtali novou studnu ve směru poruchy, která byla o 800 metrů hlubší. 5. srpna 2014 došlo k této chybě se zemětřesením o velikosti 5,5. Onstott tímto způsobem doufal, že otestuje provokativní myšlenku, že zemětřesení by mohla poskytnout potravu pro hlubokou biosféru.
Vědci již dlouho zaznamenali, že plynný vodík uniká z velkých chyb, včetně podobných San Andreas v Kalifornii. Součástí tohoto plynu je chemická reakce - křemičitanové minerály, které se během zemětřesení rozpadají, reagují s vodou a uvolňují vodík jako vedlejší produkt. U mikrobů poblíž trhliny může tento druh reakce vést k něčemu, jako je periodická exploze energie spojená s velkým příjmem cukru.
V březnu 2018, čtyři měsíce poté, co začalo vrtání v dole Moab-Hotsong, přivedli dělníci jádro na povrch, který překonal chybu.
Skála podél poruchy byla „docela špatně zničena,“říká Onstott - v jádru bylo vidět tucet paralelních zlomenin. Povrch některých těchto trhlin se proměnil v křehkou hlínu, jejíž pruhy naznačovaly nedávná zemětřesení. Další praskliny byly plné žil z bílého křemene, které označovaly starší zlomeniny, které se vytvořily před tisíci lety.
Onstott v současné době hledá fosilizované buňky v těchto křemencových žilách a analyzuje také horninu na DNA a doufá, že tímto způsobem určí, které bakterie žijí v této trhlině, pokud existují.
Kromě toho on a jeho kolegové - a co je důležitější - nechali vyvrtané otvory otevřené a monitorují vodu, sklo a mikroby v samotné poruše a odebírají nové vzorky pokaždé, když dojde k druhému zemětřesení. „V tomto případě můžete vidět, zda se sklo uvolňuje nebo ne,“říká, „a také pozorujte, zda v důsledku spotřeby plynu dochází ke změnám v mikrobiologické komunitě.“
Zatímco Onstott očekává tyto výsledky, spekuluje také o radikálnější možnosti: Tyto hluboce usazené bakterie se živí nejen účinky zemětřesení, ale mohou je také způsobit. Podle jeho názoru, když mikroby začnou útočit na železo, mangan a další prvky v minerálech, které se objevují podél lomových linií, mohou oslabit horninu a připravit je na další velký posun. Zkoumání této možnosti zahrnuje provedení laboratorních experimentů, aby se zjistilo, zda bakterie v těchto zlomech jsou skutečně schopny dostatečně rychle rozložit minerály, aby ovlivnily seismickou aktivitu. S charakteristickým podceňováním významu vědce přemýšlí o nadcházející práci: „Toto je dostatečně rozumná hypotéza, která by ji otestovala.“
30. ledna dosáhla vrtná souprava ve Wadi Lavaini 60 metrů. Její motory zařvaly v pozadí, když Templeton a její kolega Eric Boyd seděli v polních židlích pod stromem akátu. Vedle nich byly náznaky jiných cestujících na tomto ostrově stínů, vzácných v této oblasti - velbloudí trus, hladké a kulaté jako kožené švestky.
"Věříme, že životní prostředí je zásadní pro pochopení původu života," řekl Boyd, geobiolog na Montanské státní univerzitě v Bozemanu. Podle jeho názoru to je důvod, proč ho a Templetona studují hluboké skály v Ománu. "Milujeme vodík," říká.
Boyd i Templeton věří, že život na Zemi vznikl v prostředí podobném prostředí, které existuje několik metrů pod polními skládacími židlemi. Podle nich leží kolébka života v prasklinách pod zemským povrchem, kde minerály bohaté na železo vytlačovaly vodík ze sebe po kontaktu s vodou.
Ze všech chemických paliv, které na Zemi existovaly před čtyřmi miliardami let, se vodík jeví jako jeden z nejjednodušších prvků pro metabolismus časných a neefektivních buněk. Vodík nebyl vyroben pouze pomocí serpentinizace, ale byl také vyroben - stejně jako dnes - z radioaktivního rozkladu prvků, jako je uran, který neustále rozkládá molekuly vody v okolní hornině. Vodík je tak nestabilní, má tendenci se rozkládat natolik, že ho lze strávit i mírnými oxidanty, jako je oxid uhličitý nebo čistá síra. Studie DNA milionů genových sekvencí naznačuje, že předchůdce života na Zemi - „poslední univerzální společný předchůdce“- možná použil vodík jako potravu a spálil jej oxidem uhličitým. Stejný,asi je možné říci o životě v jiných světech.
Minerály obsahující železo zde v Ománu se často vyskytují ve sluneční soustavě, stejně jako proces serpentinizace. Kosmická sonda Orbiter, která v současné době obíhá kolem Marsu, objevila na povrchu Marsu serpentinové minerály. Kosmická loď Cassini našla chemické důkazy o pokračujícím serpentinizaci hluboko v Enceladu, ledově pokrytém měsíci Saturn. Minerály podobné serpentinu byly také nalezeny na povrchu Ceres, trpasličí planety, jejíž oběžná dráha leží mezi oběžnými dráhami Marsu a Jupiteru. Serpentiny byly dokonce nalezeny v meteoritech, ve fragmentech embryonálních planet, které existovaly před 4,5 miliardami let, to znamená, právě v době zrození Země, a to může znamenat, že kolébka života ve skutečnosti existovala před vytvořením naší planety.
Na všech těchto místech byl nalezen vodík - zdroj energie pro rodící se život. Může se stále vyrábět v celé sluneční soustavě.
Boydovy závěry jsou dechberoucí.
"Pokud máte tento druh skály a teplota je srovnatelná s teplotou na Zemi, a pokud stále máte tekutou vodu, jak si myslíte, že je život nevyhnutelný?" Zeptá se. "Osobně jsem si jist, že je to nevyhnutelné."
Najít život bude výzvou. S existující technologií může kosmická loď vyslaná na Mars vyvrtat otvor jen pár stop hluboko do nepřátelských povrchů. Tyto povrchové horniny mohou obsahovat stopy minulého života - možná zaschlé základy marťanských buněk v mikroskopických tunelech, které prohrabaly minerály - ale všechny živé mikroby budou pravděpodobně hluboké několik stovek stop. Templeton se snaží najít stopy minulého života - a také oddělit tyto příznaky od věcí, které nebyly ovlivněny životem - a učinila tak od okamžiku, kdy prozkoumala čedičové sklo na dně moře před 16 lety.
"Mým úkolem je najít biologické tisky," říká. Stejné nástroje používá ke studiu vzorků přivedených z Ománu, jako ke studiu skla. Natírá povrchy minerálů rentgenovými paprsky, aby pochopila, jak mikroby modifikují minerály. Chce také pochopit: nechávají je na místě? Nebo je korodují? Studiem, které živé mikroby absorbují minerály, doufá, že najde spolehlivý způsob, jak identifikovat stejné chemické stopy absorpce v mimozemských horninách, které po tisíce let neměly žádné živé buňky.
Jednoho dne budou tyto nástroje na palubě roveru. Nebo budou použity při studiu vzorků hornin přivedených z jiných světů. Mezitím budou mít Templeton a její kolegové v Ománu spoustu práce - budou muset zjistit, co pod jejich nohama obsahuje temnou, horkou a skrytou biosféru.
Douglas Fox