Výzkumníci odhalují generátory energie života v nejstarších podzemních vodách Země

Výzkumníci odhalují generátory energie života v nejstarších podzemních vodách Země

Výzkumník Oliver Warr sbírá vzorek v Moab Khotsong v Jižní Africe. Kredit: Oliver Warr

Mezinárodní tým výzkumníků objevil 1,2 miliardy let staré podzemní vody hluboko v dole produkujícím zlato a uran v Moab Khotsong v Jižní Africe, což vrhlo více světla na to, jak je život pod zemským povrchem udržován a jak se mu může dařit. jiné planety.

Zjištění byla zveřejněna začátkem tohoto týdne v časopise Příroda komunikace.

„Poprvé máme vhled do toho, jak může být energie uložená hluboko v zemském podpovrchu v průběhu času uvolňována a šířeji distribuována skrz zemskou kůru,“ říká Oliver Warr, vědecký pracovník na katedře věd o Zemi na University of Toronto. hlavní autor studie. „Představte si to jako Pandořinu skříňku héliumenergie produkující vodík, kterou se můžeme naučit využívat ve prospěch hluboké biosféry v globálním měřítku.”

„Před deseti lety jsme objevili miliardy let staré podzemní vody z pod kanadského štítu – zdá se, že to byl jen začátek,“ říká Barbara Sherwood Lollar, profesorka katedry věd o Zemi na University of Toronto a odpovídající autorka. „Nyní, 2,9 km pod povrchem Země v Moab Khotsong, zjistili jsme, že extrémní základny světa koloběh vody jsou rozšířenější, než se dříve myslelo.”

Uran a další radioaktivní prvky přirozeně se vyskytují v okolní hostitelské hornině, která obsahuje ložiska nerostů a rud. Tyto prvky obsahují nové informace o úloze podzemní vody jako generátoru energie pro chemolitotrofní (nebo horninu požírající) skupiny kohabitujících mikroorganismů dříve objevených v hlubokém podpovrchu Země. Když se prvky jako uran, thorium a draslík rozkládají v podpovrchu, výsledné alfa, beta a gama záření má vlnité účinky, spouští takzvané radiogenní reakce v okolních horninách a tekutinách.

V Moab Khotsong našli vědci velké množství radiogenního hélia, neonu, argonu a xenonu a bezprecedentní objev izotopu kryptonu – nikdy dříve neviděného sledovače této mocné historie reakcí. Záření také rozbíjí molekuly vody v procesu zvaném radiolýza a produkuje velké koncentrace vodíku, základního zdroje energie pro podpovrchové mikrobiální komunity hluboko na Zemi, které nejsou schopny získat energii ze slunce pro fotosyntézu.

Vzhledem ke své extrémně malé hmotnosti jsou helium a neon jedinečně cenné pro identifikaci a kvantifikaci transportního potenciálu. Zatímco extrémně nízká pórovitost krystalických bazálních hornin, ve kterých se tyto vody nacházejí, znamená, že samotné podzemní vody jsou z velké části izolované a zřídka se mísí, což odpovídá jejich stáří 1,2 miliardy let, ale stále může docházet k difúzi.

Výzkumníci odhalují generátory energie života v nejstarších podzemních vodách Země

Výzkumník Oliver Warr sbírá vzorek v Moab Khotsong v Jižní Africe. Kredit: Oliver Warr

„Pevné materiály jako plast, nerezová ocel a dokonce pevný kámen jsou nakonec proniknuty difuzním héliem, podobně jako vyfukováním heliem naplněného balónku,” říká Warr. “Naše výsledky ukazují, že difúze poskytla způsob, jak se 75 až 82 procent helia a neonu původně vytvořených radiogenními reakcemi transportován přes nadložní kůru.”

Výzkumníci zdůrazňují, že nové poznatky studie o tom, kolik hélia difunduje z hlubin Země, je kritickým krokem vpřed, protože globální zásoby helia docházejí a přechod k udržitelnějším zdrojům získává na síle.

“Lidé nejsou jediné formy života, které se spoléhají na energetické zdroje hlubokého podpovrchu Země,” říká Warr. „Jelikož radiogenní reakce produkují helium i vodík, můžeme se nejen dozvědět o heliových rezervoárech a transportu, ale také vypočítat vodík energetický tok z hlubin Země, který dokáže udržet podpovrchové mikroby v globálním měřítku.”

Warr poznamenává, že tyto výpočty jsou životně důležité pro pochopení toho, jak je na Zemi udržován podpovrchový život a jaká energie může být k dispozici z radiogenní energie na jiných planetách a měsících ve sluneční soustavě i mimo ni, což informuje o nadcházejících misích na Mars, Titan, Enceladus a další. Evropa.

Mezi další spoluautory článku patří CJ Ballentine z Oxfordské univerzity a výzkumníci z Princetonské univerzity a New Mexico Institute of Mining and Technology.


Starověké helium unikající z jádra nabízí vodítka pro vznik Země


Více informací:
O. Warr a kol. 86Přebytek Kr a další vzácné plyny identifikují miliardu let starý radiogenně obohacený systém podzemní vody, Příroda komunikace (2022). DOI: 10.1038 / s41467-022-31412-2

Citace: Výzkumníci odhalují generátory elektrické energie v nejstarších podzemních vodách Země (2022, 5. července) získané 5. července 2022 z https://phys.org/news/2022-07-uncover-life-power-earth-oldest.html

Tento dokument podléhá autorským právům. Kromě jakéhokoli poctivého jednání za účelem soukromého studia nebo výzkumu nesmí být žádná část reprodukována bez písemného souhlasu. Obsah je poskytován pouze pro informační účely.

Leave a Reply

Your email address will not be published.