Derin Karbon Gözlemevi'ne (DCO) sahip bilim adamları, Dünya'nın derinliklerinde ve belki de diğer dünyalarda yaşam anlayışımızı dönüştürüyorlar. Keşifleri, sıcaklıkların aşırı olduğu ve enerji ve besinlerin az olduğu yerlerde bile diğer gezegenlerin ve uyduların alt yüzeyinde bol yaşam olabileceğini düşündürmektedir. Ayrıca, derin Dünya'da saklı olan tüm yaşamın tüm insanlıktan yüzlerce kat daha fazla karbon içerdiğini ve derin biyosferin tüm Dünya okyanuslarının hacminin neredeyse iki katı olduğunu keşfettiler.
“Mevcut karbon döngüsünün modelleri… hala devam eden bir çalışma.” - Dr. Mark Lever, DCO Derin Yaşam Topluluğu Yönlendirme Komitesi. ”
DCO bir tesis değil, jeologlar, kimyagerler, fizikçiler ve biyologlar dahil olmak üzere 52 ülkeden 1000'den fazla bilim insanından oluşan bir gruptur. Derin Karbon Döngüsünün Dünya'yı nasıl etkilediğini araştırmak için 10 yıllık bir projenin sonuna yaklaşıyorlar. Dünyadaki karbonun% 90'ı gezegenin içindedir ve DCO bunu gerçekten anlamak için ilk çabamızdır.
DKG küresel bir çabadır. Bilim adamları ekipleri, dünyadaki en derin mayınlardan bazılarını keşfettiler, okyanus tabanına her zamankinden daha derine intiler ve Dünya'nın derin karbon döngüsünü anlama çabalarında volkanları inceledi. Ve henüz tam olarak bitmedi.
Tüm insanlığın 245 ila 385 kat daha fazla karbonuna sahip tuhaf bir yeraltı dünyası keşfettiler. DCO'ya göre, Dünya'nın bakterilerinin ve arkasının% 70'i yeraltında yaşıyor ve bilinen en derin yeraltında var. Ve bazıları zombiler.
Bazıları enerji ve besin maddeleri açısından son derece düşük ortamlarda bulunur. Neredeyse hiç büyümezler ve mevcut kaynaklarını çoğaltmak yerine kendilerini korumak için harcarlar. Bu "zombi" bakterileri, üreme olmadan milyonlarca yıl yaşayabilir, Dünya üzerindeki yaşam tarihi ve diğer dünyalarda yaşamın varlığı ile ilgili çarpıcı bir keşif.
DCO'nun çalışmalarına daha ayrıntılı bir bakış için, Zürih'teki İsviçre Federal Teknoloji Enstitüsü'nde bir Jeomikrobiyolog ve profesör olan Dr. Mark Lever ile konuştum. Dr. Lever aynı zamanda DCO’nun Deep Life Topluluk Yönlendirme Komitesinde de bulunuyor ve bize DCO’nun çalışmaları, geleceğin ne olduğu ve Yaşam için Arama için ne anlama geldiğiyle ilgili daha fazla bilgi veriyor.
Aşağıda, Dr.Lever ile Derin Karbon Döngüsü ve Dünya'nın derinliklerindeki hayatı tartışan bir e-posta görüşmesinden alıntılar yer almaktadır.
UT: Biliyorum, bilim adamları iyi bir nedenle çok fazla spekülasyon yapmak konusunda isteksizler. Ancak Uzay Dergisi öncelikle bir uzay bilimi web sitesidir ve okuyucularımızın bu bilginin Güneş Sistemimizdeki Yaşam Arayışı ile nasıl ilişkili olduğunu merak edeceğini biliyorum. Mars? Buz Ayları? Başka dünyalar mı?
ML: “Güneş sistemimizdeki diğer gezegenlerde ve gezegen uydularında yaşanabilirliği ve karbon döngüsünü keşfetmek için Dünya'nın derin karbon döngüsünü incelemekten elde edilen temel bilgileri kullanma hakkında çok fazla konuşma yapıldı. Yeraltı kayaları ve tortul ortamlarında zengin ve geniş bir biyosfere sahip olan Dünya Gezegeni'ne benzer şekilde, bu gezegenlerin ve uydularının sık sık yaşanamayan yüzeylerinin altında üretken ve çeşitli bir biyosfer olabilir. ”
“… Gezegenimiz… güneş sistemimizde ve ötesinde başka bir yerde yaşamın keşfedilmesini ve ayrıntılı olarak incelenmesini sağlayacak teknolojiler için mükemmel bir test alanı olabilir.” - Dr. Mark Lever.
“Deniz tabanının altındaki kilometrelerden veya derin Antarktika buz oluşumlarının altından kirlilik içermeyen numunelere erişim sağlayan sondaj teknolojileri ve geliştirilen gelişmiş otomatik izleme araçları ve aletleri dahil olmak üzere dünyadaki derin yaşamı keşfetmek için kullanılan teknolojilerin çoğu , bu dünya dışı sistemleri keşfetmek için gerekli olacak. ”
“Gezegenimiz - kısmen DCO'nun sponsorluğunda - güneş sistemimizde ve ötesinde başka bir yerde yaşamın keşfedilmesini ve ayrıntılı olarak incelenmesini sağlayacak teknolojiler için mükemmel bir test alanı olabilir.”
“Bilimsel içgörülerin, diğer gezegenlerde yaşamın bulunması ve keşfi ile de alakalı olduğunu düşünüyorum. Derin Karbon Gözlemevi'nin ana araştırma odaklarından biri, Dünya'daki yaşamın ve biyolojik karbon döngüsünün sınırlarını belirlemektir. Hangi değişkenler yaşamın dünyanın neresinde var olabileceğini veya olamayacağını belirler? Everett Shock, çevre koşullarında yaşanmaz olanı yaşanmaz olandan ayıran hayali sınırı tanımlamak için uygun bir şekilde “biyotik saçak” terimini ortaya koydu. ”
“Dünya'nın iç kısmı, sıcaklık, pH, basınç, gözenek alanı, besin konsantrasyonları ve orada bulunabilecek enerji mevcudiyeti açısından çok çeşitli koşullar nedeniyle bu biyotik saçakları keşfetmek için çok umut verici bir yer. Birkaç (DCO) keşif gezisi derin tortu ve kaya oluşumlarına girmeyi başardı ve yaşamın tespit sınırına yaklaşana veya altına inene kadar biyokütlenin ve yaşam bolluğunun kademeli olarak nasıl azaldığını belgeleyebildi. ”
“Dünya dışı cisimlerdeki yaşam, Dünya'daki yaşamla aynı veya benzer bir biyokimyayı paylaşıyorsa, o zaman dünyadaki yaşamın dağılımını neyin kontrol ettiğini ve sınırladığını anlamak, bu diğer dünya dışı cisimlerle alakalı olabilir.”
“Daha ayrıntılı olarak keşfetmeye başladığımız gezegensel cisimler açısından, şu anki örneklem büyüklüğümüz 1'dir. Yorumlarımızın ne ölçüde doğru ve hatta evrensel olduğu, ancak şu anda yaşamakta olduğumuzun ötesinde ek gezegen cisimleri incelenerek belirlenebilir üzerinde.”
UT: Dünyadaki karbon döngüsü ve derin biyosfer hakkındaki bu yeni bilginin iklim değişikliği anlayışımız üzerinde sadece şimdi değil, daha derin geçmişte de bir etkisi olacak mı?
ML: “Derin Karbon Döngüsünün amacı, Dünya'nın oluşumundan bu yana karbon döngüsünün temel anlayışını geliştirmekti. Bu araştırmanın çoğu temel olarak mevcut ve geçmiş iklim değişiklikleri ile ilgilidir, çünkü “yüzey dünyası” - atmosfer, hidrosfer ve litosferin en dış tabakası arasındaki karbon değişimini kontrol eden faktörlerin daha iyi anlaşılmasına katkıda bulunur. “Derin yer altı”, yani litosferin en dış katmanının birkaç metre ila binlerce kilometre altında olan gezegenin çoğu. ”
“Yüzey ve yeraltı dünyası arasındaki karbon değişimindeki en ufak değişikliklerin bile, tarihi boyunca herhangi bir zamanda Dünya'nın iklimi için çarpıcı sonuçları olacaktır.” - Dr. Mark Lever.
“Bu değişimleri anlamak geçmiş, çağdaş ve gelecekteki iklim değişikliklerini anlamak için son derece önemlidir, çünkü“ yüzey dünyasında ”bulunan karbon miktarı muhtemelen dünyadaki yeraltı sedimanlarında bulunan karbon miktarının sadece on binde biri kadardır, ve belki de Dünya'nın kabuğunda ve üst örtüsünde bulunan karbon miktarının sadece yüz milyonda biri. ”
“Yüzey ve yeraltı dünyası arasındaki karbon değişimindeki en ufak değişikliklerin bile, tarihi boyunca herhangi bir zamanda Dünya'nın iklimi için çarpıcı sonuçları olacaktır.”
UT: Derin biyosfer Dünya'nın Permiyen-Triyas nesli tükenme olaylarından kurtulmasında bir rol oynayabilir mi? Bu çok büyük bir soru, ama geçmişte derin biyosferi anlamanın ve zaman içinde nasıl değişmiş olabileceğini anlamanın bir yolu var mı?
ML: “Permiyen-Triyas soyu tükenmesine göre gördüğüm en doğrudan bağlantı diğer yöne gidiyor: aynı zamanda, büyük meteorik etkilerle ilgili olsun ya da olmasın, metan salımının arttığına dair kanıtlar var. metan hidratlar, yani deniz tabanındaki düşük sıcaklıkta ve yüksek basınç altında oluşan “metan buzu”.
“Deniz tabanında bulunan metan ve metan hidratın çoğu, muhtemelen deniz tabanından metre ila yüzlerce metre aşağıda yaşayan mikroorganizmalar tarafından üretilmektedir. Derin biyosferin mikroorganizmaları tarafından büyük ölçüde üretilen güçlü sera gazı metanının büyük miktarlarda aniden salınması, Permiyen-Triyas yok oluşuna katkıda bulunmuş olabilir. ”
“Okyanuslarda metan yiyip oksijen soluyan mikroorganizmalar var. Çözünmüş metan miktarı arttığında, bu mikroorganizmalar okyanusların bazı kısımlarındaki tüm çözünmüş oksijeni tüketmiş ve nefes almak ve hayatta kalmak için çözünmüş oksijen gerektiren birçok deniz hayvanının yok olmasına katkıda bulunmuş olabilir. ”
UT: Derin biyosferi, dünyevi genetik materyal için bir çeşit “kasa” olarak düşünmeye devam ediyorum, bir çeşit yanlışlıkla güvenli tutma. Sizce bu fikrin doğruluğu var mı?
ML: ““ Kasa ”konseptini çok seviyorum ve bunun mantıklı olduğunu düşünüyorum çünkü Dünya'nın iç mekanının belirli çevre türleri, ör. ultrasonik kayaçlar, bazaltik kabuk, muhtemelen yaklaşık dört milyar yıl önce yaşamın kökünden beri oldukça benzer kalmıştır. ”
“Mikrobiyal“ tonoz ”fikri muhtemelen esas olarak genetik bilgilerini, yani DNA ve RNA'yı onarmak için mekanizmalara sahip canlı organizmalar için geçerlidir.”
“Derin biyosferdeki Dünya'nın en eski canlı organizmalarından bozulmamış gen sekanslarını geri kazanmamız pek mümkün görünmüyor” (Dr. Mark Lever, DCO).
“DNA ve RNA, birçok mikroorganizmaya mükemmel enerji ve besin kaynaklarıdır ve çevreye salınırsa bunlar tarafından hızla bozunur. Ayrıca canlı hücrelerde bile gerçekleşen kendiliğinden kimyasal reaksiyonlarla da yok edilirler. Canlı hücreler bu spontan mutasyonların çoğunu tespit edebilir, onarabilir ve böylece hayatta kalmalarını sağlayan bozulmamış genetik bilgileri muhafaza edebilir. Ancak ölü organizmalardan gelen DNA veya RNA tamir edilmez. ”
“Küçük miktarlarda göreceli olarak bozulmamış DNA veya RNA dizileri, yüzey altı habitatlarında binlerce yıllık veya bazen birkaç milyon yıllık zaman dilimlerinde korunabilir, ancak muhtemelen bunun ötesinde olmayabilir. Derin biyosferdeki Dünya'nın en eski canlı organizmalarından bozulmamış gen sekanslarını geri kazanmamız pek mümkün görünmüyor. ”
UT: DCO çarpıcı keşiflerde bulundu. DCO için sırada ne var ve sizce derin biyosferin gelecekteki araştırmalarının yönü ne olacak?
ML: “DCO'nun Alfred P. Sloan Vakfı aracılığıyla finansman dönemi 2019 sonbaharında sona eriyor. Gelecek Ekim'de Washington DC'deki 10 yıllık DCO'nun var olduğu Ulusal Bilim Akademisi'nde büyük bir final konferansı yapılacak. kutlanacak ve derin karbonla ilgili bilim için gelecekteki yönler araştırılacak. ”
“DCO bilim adamları arasında bu farklı, disiplinlerarası jeofizikçiler, jeologlar, jeokimyacılar ve mikrobiyologlar topluluğunu sürdürmenin yolları hakkında birçok tartışma var. Bizi bir araya getirmeye devam edecek bir etkinlik, 2018 yazında ilk kez gerçekleşen ve - büyük başarısından dolayı - iki yılda bir gerçekleşmesi planlanan Gordon Araştırma Konferansı “Derin Karbon Bilimi”. ”
“Önemli bir yön, derin biyosferin desteklenmesinde depremlerin önemi. Depremler, Dünya'nın kabuğunu kırarak ve mikropların bu kırıkları kolonize etmesine ve düşük demir gibi kaya kaynaklı enerji kaynaklarına erişmesine izin vererek mikroorganizmalar için yeni bir yaşam alanı yaratır. Depremler ayrıca, yaşanmamış Dünya'nın iç kısmından sığ, yaşanabilir bölgelere kadar hidrojen veya metan gibi mikrobiyal enerji substratları bakımından zengin olan derin kaynaklı sıvıları pompalar ve böylece sismik olarak aktif bölgelerde bom ve büst döngülerinde çoğalmaya izin verebilir. ”
UT: Şahsen DCO'dan gelen en heyecan verici keşif nedir?
“… Dünya'nın karbon döngüsüne ilişkin temel bilimsel keşifler için fırsat penceresi hala büyük.” - Dr. Mark Lever, DCO.
“Bana göre en heyecan verici bulgu, atmosferdeki volkanik CO2 akışının daha önce düşünüldüğünden iki kat daha yüksek olmasıdır. Bu bulgu - DCO tarafından diğerleri ile birlikte - mevcut karbon döngüsü modellerinin, özellikle yüzey ve yüzey altı dünyası arasında karbon alışverişi ile ilgili olarak, hala nasıl bir çalışma olduğunu göstermektedir. Sonuç olarak, Dünya'nın karbon döngüsüne ilişkin temel bilimsel keşifler için fırsat penceresi genişliğini koruyor. ”
- Derin Karbon Gözlemevi Web Sitesi
- Karanlık Enerji Biyosfer Araştırmaları Merkezi Web Sitesi
- DCO Basın Bülteni: Derin Topraklardaki Yaşam Toplam 15 ila 23 Milyar Ton Karbon — İnsanlardan Yüzlerce Kat Daha Fazla
