De la calatoriile in mine pana la explorarea vulcanilor de pe fundul oceanului, calatoriile profunde dezvaluie bogatia biosferei din adancurile planetei.
La aproximativ 20 de minute de mers cu masina la nord de orasul industrial Timmins, Ontario, terenul ne dezvaluie o groapa care se intinde la peste 100 de metri adancime. Aceasta groapa reprezinta cea mai recunoscuta caracteristica a minei Kidd Creek, cea mai adanca mina de cupru si zinc din lume. Sub suprafata Pamantului, un labirint de tuneluri subterane, strapunge 3 kilometri de roca vulcanica antica. Daca nu ar fi un sistem de ventilatie imens care sa pastreze pasajele la rece, temperatura aerului la aceasta adancime ar fi de 34 ° C (93 ° F).
Iata ca Barbara Sherwood Lollar, un hidrogeolog de la Universitatea din Toronto, se deplaseaza pe scoarta planetei pentru a vana semne de viata. „Intri intr-un camion sau un vehicul mic si cobori pe o sosea lunga si serpuita, care te duce inapoi pe Pamant”. In momentul in care Barbara si colegii sai pasageri au iesit pe coridoarele de la capatul drumului, „mergeam literalmente de-a lungul a ceea ce a fost candva fundul oceanului, acum 2,7 miliarde de ani”, ne spune ea. “Este un loc extrem de fascinant si magic de vizitat.”
Spre deosebire de minerii care navigheaza in aceste tuneluri in cautarea minereurilor metalice, Sherwood Lollar si colegii ei, sunt in cautarea unor bazine cu apa sarata. „Acestea nu sunt ape pe care le pompezi in casuta ta, le bei sau le raspandesti pe culturile tale”, spune Sherwood Lollar. “Acestea sunt ape care au fost in contact cu roca pentru perioade lungi de geochimie – sunt pline de cationi dizolvati si anioni pe care le-au scurs din minerale.” Atat de pline, de fapt, ca dau un caracter distinctiv, un miros specific. „Pe masura ce mergem de-a lungul acestor tuneluri, daca simtim acel miros inabusitor, atunci inseamna ca ne indreptam in directia buna.”
Acolo unde exista apa, exista potential de viata. In 2006, Sherwood Lollar a facut parte dintr-o echipa condusa de Tullis Onstott, de la Universitatea Princeton, care a descoperit o bacterie anaeroba, ce poate reduce sulfatii si prospera in apele cu fracturi bogate in sulfati din mina de aur Mponeng din Africa de Sud, la 2,8 kilometri sub pamant.
- Cativa ani mai tarziu, un grup diferit, a descris o comunitate microbiana diversa care traieste la o adancime similara in scoarta terestra, accesata printr-o gaura de foraj, in Finlanda.
- Odata cu descoperirea recenta a hidrogenului si sulfatului vechi de 2 miliarde de ani in apa bogata care se scurge din stanca in Kidd Mine, Sherwood Lollar si colegii ei spera ca vor gasi din nou viata.
- Inainte de ascensiunea plantelor terestre, biomasa profunda ar fi putut intrece viata de la suprafata, cu aproximativ un ordin de marime –
Aceste expeditii sunt doar o parte a unui domeniu de cercetare in expansiune rapida, axat pe documentarea vietii microbiene si chiar eucariote, care se afla la sute de metri adancime in scoarta terestra – vasta teaca de roca, care inglobeaza mantaua planetei. Cercetatorii exploreaza acum aceasta lume vie sau biosfera profunda, nu numai in vechea crusta continentala de sub picioarele noastre, ci si in cea mai subtire si mai dinamica crusta oceanica, de sub fundul marii. Astfel de habitate au devenit mai accesibile datorita extinderii proiectelor stiintifice din ultimele doua decenii – prin care cercetatorii aduc nuclee de roca la suprafata pentru a le studia – precum si un numar tot mai mare de expeditii la adancime, prin mine sau fisuri in fundul oceanului.
Studiile asupra acestor medii intunecate – si adesea anoxice si fierbinti – provoaca oamenii de stiinta sa regandeasca limitele vietii, in acelasi timp subliniind cat de putin stim despre lumea de sub picioarele noastre. „Este un domeniu foarte bun daca nu va deranjeaza sa nu stiti toate raspunsurile”, ne spune Jason Sylvan, geomicrobiolog la Universitatea A&M din Texas. „Pentru unii, acest lucru este frustrant. Pentru mine, un domeniu este cu atat mai interesant, cu cat iti poti pune intrebari cu adevarat importante. ”
Cercetatorii exploreaza Biosfera profunda
Majoritatea cercetarilor in biosfera profunda au fost efectuate folosind probe prelevate de la mai putin de un kilometru, sub suprafata Pamantului. Insa doar cateva foraje si alte sapaturi artificiale, atat pe continent, cat si in ocean, se extind mult mai adanc in scoarta terestra.
Locatiile in care s-a descoperit viata la adancime:
- Oceanul Pacific de Est 1,5 km – Cercetatorii au raportat dovezi privind sulfuri produse de microbi pe acest site, in 2011.
- Mina Kidd Creek, Canada 3,0 km – In esantioane de apa vechi de miliarde de ani, cercetatorii au descoperit sulfat produs prin interactiunile dintre apa si roca, sugerand ca orice microbi care traiesc acolo, ar avea o sursa de hrana usor disponibila.
- Costa Rica Rift 2,1 km – Analiza izotopilor de carbon din anii 90 a sugerat activitatea microbiana, in timp ce o analiza mai recenta a datelor colectate dintr-un observator intr-o gaura superficiala aflata la aproximativ un kilometru distanta, a relevat bacteriile oxidante cu sulf.
- Masivul Atlantidei 1,4 km – In 2010, cercetatorii au raportat prezenta unei comunitati de bacterii care supravietuieste la adancimi mai mari de 1,3 kilometri, aparent supravietuind prin degradarea hidrocarburilor si fixarea carbonului si a azotului, in absenta oxigenului.
- Germania 9,1 km – Temperaturile de la baza celui mai adanc put de pe acest sit ating 265 ° C – cele mai hipertermofile organisme cunoscute oriunde pe planeta, pot supravietui doar pana la 113 ° C – iar viata nu a fost inca raportata aici.
- Mina de aur Mponeng, Africa de Sud 3,9 km – La mijlocul anilor 2000, cercetatorii au identificat o noua specie de bacterii care provoaca reductia de sulfat, Candidatus Desulforudis audaxviator, care pare a fi endemica pentru habitatele profunde.
- Kola, Rusia, 12,3 km – Cercetatorii au raportat ca au gasit apa si fosile microscopice ale organismelor unicelulare, la mai mult de 6 kilometri sub suprafata.
- Indian Ridge 1,5 km – In 2011, o analiza izotopica a esantioanelor a evidentiat dovezi conform carora sulfatul apei de mare, a fost redus chimic de microbi.
- Marea Japoniei 2,5 km – Rezultatele timpurii indica o comunitate microbiana cu crestere lenta capabila sa metabolizeze o gama de compusi de carbon si azot, la mai mult de 2 km sub fundul marii.
