Землетрясения активировали жизнь глубоко под опасным Йеллоустоном

Глубоко под знаменитым Йеллоустонским вулканическим плато, в полной темноте и в толще горных пород, существует особая экосистема, жизнь в которой зависит не от солнца, а от химических реакций. Исследование, проведенное группой ученых под руководством Эрика Бойда, показало, что эта скрытая биосфера оказалась чувствительной даже к слабым подземным толчкам, пишет PNAS Nexus.

Ученые изучили последствия роя землетрясений 2021 года, раскрыв механизм, с помощью которого сейсмическая активность «взбадривает» подземные сообщества микробов.

В основе этой жизни лежит химическая энергия, которая высвобождается при фильтрации воды через трещиноватые породы. Землетрясения действуют как мощный катализатор этого процесса: они раскалывают породу, обнажая новые поверхности, высвобождают флюиды, запертые в недрах, и меняют пути подземных потоков. Каждое такое изменение запускает новые химические реакции, что, по образному выражению авторов работы, обновляет «меню» доступных энергетических ресурсов для местных микроорганизмов.

Чтобы зафиксировать эти изменения, ученые провели серию уникальных наблюдений. Они пять раз в течение 2021 года отбирали пробы воды из скважины глубиной около 100 метров, расположенной на окраине Йеллоустоунского озера. Этот подход позволил проследить динамику процессов в непосредственной близости от сейсмических событий и в последующие месяцы. Анализ проб выявил четкую закономерность: после землетрясений в воде значительно возрастала концентрация ключевых «питательных» соединений — водорода, сульфидов и растворенного органического углерода.

Это химическое обогащение немедленно отразилось на биологии системы. Исследователи зарегистрировали увеличение количества планктонных микробных клеток в водной толще. Более того, со временем начал меняться и сам состав микробного сообщества. Этот факт особенно важен, поскольку подземные сообщества в континентальных водоносных горизонтах традиционно считаются крайне стабильными. В Йеллоустоне же они продемонстрировали быструю и выраженную реакцию на сейсмический импульс.

Полученные данные позволяют предположить, что кинетическая энергия землетрясений служит мощным регулятором, одновременно трансформируя и химический состав флюидов, и биологическую структуру экосистемы. Это указывает на то, что даже незначительные сейсмические события способны вызывать серьезные экологические сдвиги в подземном мире.

Описанный механизм, вероятно, имеет универсальный характер. Во многих сейсмически активных регионах планеты подобные процессы могут периодически пополнять энергетические запасы, что объясняет, как жизнь умудряется сохраняться в самых глубоких и, казалось бы, изолированных уголках Земли. Бойд и его коллеги также выдвигают смелую гипотезу о том, что аналогичные процессы могут протекать и на других каменистых планетах, содержащих воду. Если геологическая активность способна обновлять химические ресурсы в недрах, то потенциальные среды обитания для микробной жизни, например, на Марсе, оказываются значительно шире.

Таким образом, изучение экстремофилов в гидротермальных системах Йеллоустонской кальдеры, одной из крупнейших вулканических систем мира, не только раскрывает тайны нашей планеты, но и предоставляет бесценные модели для астробиологов, занятых поисками жизни за ее пределами.