Мешканці найглибших надр Землі харчуються землетрусами, в буквальному сенсі

Організми на поверхні Землі використовують потоки електронів для життя. Рослини використовують сонячне світло для виробництва вуглеводів, якими харчуються всі тварини, серед яких і люди. Далі спожиті нами вуглеводи переходять до молекул кисню, якими ми дихаємо. Хімічний градієнт між двома цими джерелами, який називають окисно-відновною парою, виробляє енергію, пише New Scientist.

Ті організми, які живуть під поверхнею також використовують подібні пари для отримання енергії. Але мешканці надр Землі не мають доступу до сонячної енергії в будь-якій її формі, а це означає, що вони не можуть створювати ті ж пари вуглець-кисень, як всі інші на планеті.

"Основне питання полягає в тому, звідки в надрах Землі беруться ці хімічні градієнти", — каже один з авторів дослідження Курт Конхаузер з Університету Альберти в Канаді.

У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!

Учені знають, що водень може утворюватися під землею внаслідок реакцій між водою та гірськими породами. Цей процес є основним джерелом електронів, як вуглеводи на поверхні. Невелика частина водню також утворюється під час зсуву силікатних порід унаслідок землетрусів, коли оголюються хімічно активні поверхні, які можуть розщеплювати воду.

Але для того, щоб використовувати цей водень, мікробам потрібні акцептори електронів, щоб створювати повні пари окисно-відновних пар. Сам по собі водень не становить великої цінності.

"Їжа може бути на столі, але якщо у вас немає виделки, ви не зможете її з'їсти", — каже Барбара Шервуд Лоллар з Університету Торонто в Канаді.

Вона разом із Конхаузером і командою використовувала каменедробильні машини, щоб перевірити, як ті самі реакції, що генерують водень у розломах, можуть створювати повні окислювально-відновні пари.

Команда подрібнила кристали кварцу, щоб повторити процес, який відбувається в розломах різних типів. Потім учені змішували порошкоподібну породу з різними формами заліза, які можна знайти в більшості гірських порід.

Кварц вступав у реакцію з водою і генерував велику кількість водню як у стабільній молекулярній конфігурації, так і в більш реактивних формах. Багато з водневих радикалів, що утворилися, реагували із залізовмісними рідинами, утворюючи безліч сполук, здатних як віддавати, так і приймати електрони, у кількості, достатній для утворення різноманітних окислювально-відновних пар.

Дослідники підрахували, що землетруси генерують набагато менше водню, ніж інші реакції взаємодії води і гірських порід у корі планети. Однак їхні висновки припускають, що активні розломи можуть бути локальними осередками мікробної активності та різноманітності.

І для цього необов'язково потрібні масштабні землетруси. Подібні реакції можуть також відбуватися під час розтріскування гірських порід у сейсмічно спокійних місцях, таких як внутрішні частини континентів або тектонічно мертві планети, такі як Марс.

Нагадаємо, підземний світ Землі кишить життям і він набагато глибший, ніж вважали вчені. Дослідники виявили, що життя в надрах планети насправді ховається значно глибше, ніж вважалося раніше.