"Flaskpost" från djupet: hur långt ner kan det finnas liv?
En tvärvetenskaplig forskningsgrupp under ledning av forskare från universitetet i Utrecht, med deltagare från bland annat Göteborgs universitet, har funnit nya ledtrådar till hur djupt ner i jordens inre det kan finnas liv, på planetens djupaste plats: Challengerdjupet i Stilla havet.
Geokemisten Thomas Zack är för närvarande på sabbatical i Australien.
En tvärvetenskaplig forskningsgrupp under ledning av forskare från universitetet i Utrecht, med deltagare från bland annat Göteborgs universitet, har funnit nya ledtrådar till hur djupt ner i jordens inre det kan finnas liv, på planetens djupaste plats: Challengerdjupet i Stilla havet. I en artikel som publicerats i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences, undersöker de komplexa organiska molekyler som har varit inneslutna i stenfragment som har fraktats till havsbotten av massiva lervulkaner.
Livet under havsbotten
Vi kan med egna ögon se att det finns liv överallt på jordens yta. Vi vet också att det finns liv som är mindre än vad vi kan se med blotta ögat, såsom bakterier. Men vi tänker inte så ofta på att det också finns liv djupt under havsbotten. Det är först under de senaste två decennierna som vi har börjat se var gränsen går för där det finns liv på jorden. Men det finns två till stor del obesvarade frågor; var går gränsen för hur djupt ner det kan finnas liv i havsdjupen och finns det energikällor som kan stödja mikrobiellt liv i avsaknad av fotosyntes djupt inne i jorden?
Lervulkaner: mot gränsen för möjligt liv
De massiva lervulkanerna ovanför subduktionszonen Izu-Bonin-Mariana, där Stillahavsplattan dras in under den Filippinska plattan, fraktas stenfragment från cirka 20 kilometers djup upp till havsbotten. De vattenhaltiga fluider som frigörs när den neddykande plattan värms upp, får klipporna djupt under lervulkanen att genomgå kemiska reaktioner med dessa fluider under en process som kallas serpentinisering. Denna process är knuten till livet på mittoceaniska ryggar och kan föda mikrobiellt liv som inte är beroende av ljus som huvudsaklig energikälla. I sin jakt på livstecken har forskarna analyserat stenfragment som har fraktats dit av lervulkaner från så djupt som 20 kilometer nere i jorden. Med toppmodern analysteknik fann de organiskt material inneslutet i klaster.
– Man kan se på detta organiska material som har inneslutits i en sten ungefär som flaskpost, säger Oliver Plümper, jordforskare vid universitetet i Utrecht och artikelns huvudförfattare.
Även om Oliver Plümper och hans kollegor inte kan hitta det exakta ursprunget till det organiska materialet, antyder den kemiska analysen av beståndsdelarna att det finns mikrobiellt liv djupt inne i eller under lervulkanerna. Detta är förenligt med beräkningar utförda av författarna med den nu kända temperaturgränsen för liv, 122 °C, och de förväntade temperaturerna under lervulkanerna, vilket antyder att det skulle kunna finnas liv så djupt ner som 10 000 meter under havsbotten. Detta är betydligt djupare än andra serpentiniseringsområden såsom mittoceaniska ryggar, och kan ha gett en skyddad livsmiljö för olika livsformer och bidragit till deras överlevnad under de våldsammare faserna i jordens tidiga historia.
– Lervulkanerna ger en unik bild av djupet under markytan och kan hjälpa oss att upptäcka processer som annars är dolda från oss. Upptäckten av organiskt material inneslutna i stenklastren var mycket spännande eftersom de kan peka på en djup biosfär under lervulkanerna, säger Oliver Plümper.
Göteborgssamarbete
– Vi har vetat att dessa prover är speciella i nästan ett decennium, säger Thomas Zack vid institutionen för geovetenskap vid Göteborgs universitet, vars doktorand Sonja Pabst, vid den tiden på universitetet i Heidelberg i Tyskland, upptäckte vad som fick smeknamnet ”svart serpentin”.
– Men det var inte förrän Oliver Plümper och hans grupp började undersöka proverna som det gick att utvinna något ordentligt ur dem.
Thomas Zack är utbildad petrolog och främst intresserad av mineral och bergarter som berättar historier om gamla berg och klimat.
– Men när det dyker upp något så här otroligt måste man bara följa med och se vart det leder, i det här fallet till den djupa biosfären. Och det enda logiska tillvägagångssättet är tvärvetenskaplig samverkan. I Sverige är den djupa biosfären också ett hett ämne och Henrik Drake vid Linnéuniversitetet leder en grupp som forskar om kilometerdjupa bevis för liv. Det är ingen tillfällighet att Thomas Zack och Henrik Drake planerar sitt nästa projekt tillsammans.
Resultaten publicerades i den vetenskapliga tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) den 10 april 2017 av en grupp forskare vid universiteten i Utrecht, Bonn, Leeds, Auckland och Göteborg.
Publiceringsuppgifter
Plümper O., King H.E., Geisler T., Liu Y., Pabst S., Savov, I.P., Rost D., Zack T. (2017) Subduction zone forearc serpentinites as incubators for deep microbial life. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America (PNAS)
Kontakt
Thomas Zack, universitetslektor
Institutionen för geovetenskaper
thomas.zack@gu.se
Thomas Zack befinner sig för tillfället i Australien och kontaktas enklast via e-post.