Экосистему, которая сформировалась в бессолнечных глубинах мирового океана, питает необычный "энергетический двигатель" - это энергия разрушения и измельчения земной коры во время землетрясений и тектонических сдвигов. К такому неожиданному выводу пришли китайские и канадские ученые, которые провели совместное исследование, пишет Interesting Engineering.
Традиционно ученые считали, что на многокилометровой глубине на дне океанов жизнь не может существовать, отрезанная от солнечного света и питательных органических веществ. Однако недавние открытия обнаружили на океанском дне активную биосферу, которая может содержать до 95 процентов прокариот Земли и составляет примерно одну пятую часть общей биомассы Земли.
Профессора Гуанчжоуского института геохимии (GIG) Китайской академии наук Чжу Цзяньси и Хэ Хунпин, а также профессор Курт Конхаузер из Альбертского университета исследовали, что может питать эту биосферу. Они опубликовали выводы своего исследования в журнале Science Advances 18 июля.
Ученые обнаружили, что сейсмическая активность земной коры действует как природный "генератор", постоянно вырабатывая энергию для глубокой жизни. Профессор Чжу объяснил, что энергию генерируют химические реакции между камнем и водой.
"Этот процесс функционирует как батарея, создавая положительные и отрицательные полюса, которые двигают поток электронов, необходимых для метаболизма микроорганизмов", - пояснил Чжу в пресс-релизе GIG.
Исследователи в лаборатории смоделировали разрушение горных пород, использовав самый распространенный на Земле силикатный минерал - кварц. Они воспроизвели два фундаментальных типа разрушения горных пород: внезапное растрескивание и оползневое разрушение, когда горная порода непрерывно разрушается в воде. Оказалось, что оба типа разломов расщепляют молекулы воды, образуя газообразный водород и активные формы кислорода. Особенно активно накапливается перекись водорода.
В результате образовывались химические вещества, запускающие реакции окисления-восстановления. Эта реакция вырабатывала электрическую энергию до 0,82 вольта, чего достаточно для питания некоторых микроорганизмов. При этом минералы могут производить кислород на своей поверхности со скоростью даже большей, чем производство вследствие атмосферной фотохимии. Таким образом ученые доказали, что глубоководная морская жизнь питается от "подземной энергетической сети".
Исследователи считают, что одно умеренное землетрясение может генерировать потоки водорода, в 100 000 раз больше, чем образуется путем радиолиза, который включает расщепление молекул воды с помощью ионизирующего излучения, или серпентинизации - химической реакции между водой и ультраосновными породами при высоких температурах и давлении. Поэтому такой интенсивный поток энергии может легко поддерживать популяции микробов на глубине.
Больше новостей об интересных исследованиях океана
Напомним, что ученые недавно сделали неутешительный прогноз о снижении уровня кислорода в мировом океане. Подобное случалось миллионы лет назад из-за масштабного извержения вулканов, а восстановление длилось много тысяч лет. Но сейчас к подобному эффекту может привести глобальное потепление.
