مدت‌ مدیدی زیر سطح عمیق زمین به‌دلیل فقدان نور خورشید و مواد آلی برای حیات، نامناسب تلقی می‌شد، اما در سال‌های اخیر مشخص شده است که این بخش میزبان زیست‌کره بسیار فعال و در مقیاس بزرگ است که مملو از میکروارگانیسم‌های متنوع است.

این میکروب‌ها انرژی خود را از واکنش‌های اکسایش - کاهش غیرزیستی در طول تعاملات آب - سنگ به‌دست می‌آورند. هیدروژن به‌عنوان منبع اصلی انرژی آنها عمل می‌کند و اکسیدان‌ها نیز برای فعالیت‌های متابولیکی ضروری هستند، اما منشأ آنها پیش از این به‌خوبی شناخته نشده بود.

گروه تحقیقاتی برای حل این معما، فعالیت‌های گسلش (حرکت یا جابجایی در طول یک گسل) پوسته زمین را شبیه‌سازی و کشف کرد که رادیکال‌های آزاد تولیدشده در طول شکستگی سنگ می‌توانند آب را تجزیه کنند و هم هیدروژن و هم اکسیدان‌هایی مانند پراکسید هیدروژن تولید کنند.

این مواد یک گرادیان اکسایش - کاهش متمایز در سیستم‌های شکستگی ایجاد می‌کنند که می‌تواند با آهن موجود در آب‌های زیرزمینی و سنگ‌ها واکنش بیشتری نشان دهد، آهن دو ظرفیتی را به آهن سه ظرفیتی اکسید کند یا آهن سه ظرفیتی را به آهن دو ظرفیتی کاهش دهد که این امر به شرایط اکسایش - کاهش محلی بستگی دارد.

براساس گزارش منتشرشده در سایت فیز، در شکستگی‌های غنی از میکروب، تولید هیدروژن ناشی از گسلش مرتبط با زلزله تا ۱۰۰ هزار برابر بیشتر از سایر مسیرهای شناخته شده مانند «سرپانتینی» شدن (روند تبدیل مواد معدنی به شکل سرپنتین یا مارسنگ) و «رادیولیز» یافت شد.

محققان نشان دادند که این فرآیند به‌طور موثر چرخه اکسایش - کاهش آهن را هدایت می‌کند که به نوبه خود بر فرآیندهای ژئوشیمیایی عناصری مانند کربن، نیتروژن و گوگرد تاثیر می‌گذارد و متابولیسم میکروبی را در زیست‌کره عمیق حفظ می‌کند.

این پژوهش، اطلاعات جدیدی در مورد منابع انرژی و تنوع اکولوژیکی زیست‌کره در اعماق زمین ارائه می‌دهد.

محققان این تحقیق خاطرنشان کردند که سیستم‌های شکستگی در سایر سیارات شبیه زمین می‌توانند به‌طور بالقوه شرایط قابل سکونتی را برای حیات فرازمینی فراهم کنند و مسیر جدیدی را برای جستجوی حیات فراتر از زمین ارائه دهند.

یافته‌های این تحقیق در مجله «پیشرفت‌های علمی» (Science Advances) منتشر شد.

انتهای پیام