Jak rozwija się życie głęboko pod ziemią? Odpowiedź dają wody gruntowe liczące 1,2 miliarda lat
Wody gruntowe odkryte w RPA okazały się cennym źródłem wiedzy o podziemnej energii. Jak korzystają z niej organizmy żywe?
W tym artykule:
Naukowcy zaglądają coraz głębiej pod powierzchnię naszej planety. Co tam znajdziemy? Na przykład liczące 1,2 miliarda wody gruntowe. Odkrycie jest efektem prac międzynarodowego zespołu naukowców w kopalni złota i uranu w Moab Khotsong w RPA. To nie tylko ciekawostka, ale też, a może i przede wszystkim, cenne źródło wiedzy o tym, jak podtrzymywane jest życie pod ziemią. Przełomowe znalezisko zostało opisane na łamach czasopisma naukowego „Nature Communications”.
– Po raz pierwszy widzimy, w jaki sposób energia magazynowana głęboko pod powierzchnią Ziemi może być uwalniana w jej skorupie. To jak puszka Pandory produkująca hel i wodór. Możemy nauczyć się wykorzystywać ją z korzyścią dla głębokiej biosfery na skalę globalną – mówi Oliver Warr, pracownik naukowy w Departamencie Nauk o Ziemi na Uniwersytecie w Toronto.
Co zdradzają wody gruntowe?
To nie pierwsze tego typu odkrycie. 10 lat temu naukowcy znaleźli wody gruntowe liczące miliard lat po kanadyjską tarczą. To region geograficzny i geologiczny w Ameryce Północnej.
– Teraz, 2,9 km pod powierzchnią Ziemi, w Moab Khotsong, odkryliśmy, że skrajne punkty światowego obiegu wody są bardziej rozpowszechnione, niż wcześniej sądzono – dodaje Barbara Sherwood Lollar, profesor na Wydziale Nauk o Ziemi na Uniwersytecie w Toronto.
W kopalni złota i uranu naukowcy odkryli duże ilości helu, neonu, argonu i ksenonu oraz nieznany do tej pory izotop kryptonu. W badanych podziemnych skałach naturalnie występują też pierwiastki promieniotwórcze. Ich rozpad doprowadza do emisji promieniowania alfa, beta i gamma. To z kolei wywołuje tak zwane reakcje radiogeniczne w otaczających skałach i płynach. Pod wpływem promieniowania powstają również duże ilości wodoru. Pierwiastek ten jest niezbędnym źródłem energii dla żyjących pod ziemią drobnoustrojów, które nie są w stanie przeprowadzać fotosyntezy.
Polska jest jednym z najuboższych w wodę krajów europejskich. „Pustynnieje na naszych oczach”
W wodzie powstało życie, woda jest najważniejszym komponentem ciała wszystkich organizmów. U dorosłego człowieka woda stanowi ok. 60-75% masy ciała. Bez wody nie ma życia na Ziemi.
Podziemna dyfuzja
Hel i neon to pierwiastki o małych masach, co pozwala ocenić ich potencjał transportowy. To cenna wiedza. Wody gruntowe są od siebie odizolowane krystalicznymi skałami o niskiej porowatości i bardzo rzadko się mieszają. Rozwiązaniem ma być dyfuzja. Naukowcy przypuszczają, że proces zachodzi tam mimo upływu ponad miliarda lat.
– Nasze wyniki pokazują, że dyfuzja umożliwiła przetransportowanie od 75 do 82 procent helu i neonu pierwotnie wytwarzanych w reakcjach radiogenicznych – wyjaśnia Warr. To kolejne przełomowe odkrycie, biorąc pod uwagę to, że globalne rezerwy helu powoli się wyczerpują, a na popularności zyskują bardziej zrównoważone zasoby. W końcu nie tylko ludzie polegają na podziemnych źródłach energii.
Tego jeszcze o Ziemi nie wiedzieliśmy. Po powierzchni jej jądra raz na 7 lat przebiega fala magnetyczna!
Naukowcy natrafili na kolejną zagadkę związaną z wnętrzem naszej planety. Pomiary satelitarne i powierzchniowe wykazały, że na granicy jądra i płaszcza Ziemi oscyluje fala magnetyczna, kt..
Energia dla wszystkich
– Produktami reakcji radiogenicznych są zarówno hel, jak i wodór. Możemy zatem obliczyć nie tylko transport helu, ale też obliczyć strumień energii wodoru z głębi Ziemi podtrzymujący przy życiu podpowierzchniowe mikroby – dodaje Warr.
Autorzy badań podkreślają, że takie obliczenia są niezbędne, aby zrozumieć, w jaki sposób rozwija się życie pod powierzchnią Ziemi. A także jak taka energia może być dostępna na pozostałych planetach Układu Słonecznego i egzoplanetach.
Źródło: Nature Communications