Учёные раскрыли скрытую систему питания загадочного «Затерянного города» на дне Атлантики
Глубоко под Атлантическим океаном существует один из самых необычных уголков Земли — гидротермальное поле «Затерянный город» (Lost City), где жизнь процветает в полной темноте, вдали от солнечного света. Теперь международная группа исследователей выяснила, какая скрытая подземная система обеспечивает этот загадочный экосистемный комплекс энергией и питательными веществами.
На протяжении веков люди рассказывали легенды о затерянных землях и исчезнувших цивилизациях, среди которых были остров Туле, остров Бразил, Острова блаженных и знаменитая Атлантида. Современная наука обнаружила на дне океана место, которое напоминает такие мифические ландшафты, но создано не человеческой цивилизацией, а сложными геологическими процессами.
«Затерянный город» представляет собой поле древних гидротермальных источников, расположенное рядом со Срединно-Атлантическим хребтом. Его белые карбонатные башни выделяют богатую водородом и метаном щелочную воду, создавая альтернативный источник энергии для организмов, которые существуют без солнечного света.
Новое исследование, опубликованное в журнале Geophysics, Geochemistry, and Geosystems, показало, что эти источники питаются глубокой подземной системой циркуляции воды внутри океанической коры. Учёные впервые получили прямые свидетельства того, что горячие воды проходят через древние породы под массивом Атлантис и могут обеспечивать энергией уникальную глубоководную экосистему.
Исследователи изучали район массива Атлантис — огромного подводного горного образования, которое возвышается примерно на 14 000 футов над океанским дном и простирается примерно на 10 миль. Геологи считают, что эта структура сформировалась около 1,5–2 миллионов лет назад, когда движение тектонических плит вытолкнуло часть земной коры из области Срединно-Атлантического хребта.
Учёные проводили работы с борта исследовательского судна Joint Oceanographic Institutions for Deep Earth Sampling (JOIDES) Resolution. Они пробурили скважину глубиной около 1268 метров примерно в 792 метрах к северу от «Затерянного города» и обнаружили, что вода из глубины имеет химический состав, очень похожий на воду, выходящую из гидротермальных источников этого поля.
Во время исследований специалисты извлекали образцы воды с разных глубин и анализировали их состав. Первые примерно 460 метров скважины содержали преимущественно морскую воду и пресную воду, связанную с процессом бурения, однако на большей глубине исследователи обнаружили воду, поднявшуюся из глубинных областей земной коры.
На самых глубоких участках до 80% образцов составляла вода, которая поступила из подземных зон. Анализ показал, что эта вода взаимодействовала с окружающими минералами, приобретая большое количество кальция и теряя магний.
Такая химическая трансформация обычно происходит при длительном контакте воды с габбровыми и ультраосновными породами при температурах не менее 300 градусов Цельсия. При этом температура самой скважины во время отбора проб была значительно ниже, что указывает на то, что вода могла сформироваться глубоко под поверхностью и затем подняться вверх.
Учёные также обнаружили в воде такие элементы, как литий, рубидий, цезий и стронций. Их присутствие совпадало с химическим составом воды из источников «Затерянного города», что стало дополнительным свидетельством существования глубокой системы циркуляции внутри массива Атлантис.
По словам исследователей, эта подземная «водопроводная система» Земли позволяет морской воде проникать глубоко в океаническую кору, где она вступает в реакции с породами и получает химическую энергию. Именно эти процессы могут создавать условия для существования микроорганизмов в самых суровых и тёмных регионах планеты.
Открытие имеет значение не только для понимания жизни на Земле, но и для поиска организмов за её пределами. Способность таких систем производить водород и поддерживать жизнь без солнечного света делает «Затерянный город» возможной моделью для изучения океанов под ледяными оболочками других миров.
Учёные считают, что подобные условия могут существовать в подземных океанах спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада. Если там происходят похожие химические реакции между водой и породами, они потенциально могут создавать источники энергии для внеземных микробных экосистем.
Однако исследователи отмечают, что некоторые вопросы остаются открытыми. В образцах присутствовали морская и пресная вода, а также возможные загрязнения от процесса бурения, поэтому точное соотношение воды, связанной с габбровыми и ультраосновными породами, пока определить невозможно.
Кроме того, полученные данные подтверждают наличие возможной связи между глубокой скважиной и карбонатными башнями «Затерянного города», но пока не являются окончательным доказательством прямого соединения между ними.
Учёные планируют вернуться к скважине после того, как она стабилизируется, чтобы получить более чистые образцы воды и пород. Эти исследования помогут определить, где именно происходят химические реакции, сколько энергии они создают и какую роль играют в поддержании жизни глубоко под поверхностью океана.
От самых экстремальных условий на Земле до поиска жизни среди звёзд исследования «Затерянного города» помогают учёным лучше понять, каким образом жизнь может существовать там, где отсутствует солнечный свет.
Исследование в журнале Geophysics, Geochemistry, and Geosystems.