Землетруси змінюють підземні екосистеми Йеллоустона

До 30 відсотків усього живого на Землі за вагою знаходиться під поверхнею планети. Нове дослідження показує, як сейсмічна активність може оновлювати енергетичні запаси для підземних екосистем. Результати роботи опубліковані в науковому журналі PNAS Nexus.

Ерік Бойд та його колеги задокументували екологічні зміни в підземних мікробних спільнотах, які відбулися після серії невеликих землетрусів, що сколихнули Йеллоустонське вулканічне плато у 2021 році. Дослідники вперше детально простежили, як сейсмічні події впливають на життя глибоко під землею.

Підземні мікробні спільноти отримують енергію з хімічних реакцій, що виникають при взаємодії гірських порід з водою. Землетруси можуть оголювати нові породи, звільняти заблоковані рідини та змінювати шляхи руху води. Усе це разом запускає нові реакції та змінює хімічне «меню» для підземних мікроорганізмів.

Науковці збирали зразки рідини з свердловини глибиною майже 100 метрів на західному березі озера Йеллоустон п'ять разів протягом 2021 року. Вони зафіксували підвищення концентрацій водню, сульфіду та розчиненого органічного вуглецю після сейсмічної активності. Зміни в геохімічному складі води супроводжувалися збільшенням концентрації планктонних клітин.

Крім того, мікробні популяції змінювалися з часом, на відміну від відносно стабільних підземних спільнот, які, як відомо, населяють водоносні горизонти в континентальних корінних породах. Це стало несподіваним відкриттям для дослідників, адже раніше вважалося, що підземне життя залишається незмінним протягом тривалих періодів.

За словами авторів дослідження, кінетична енергія від землетрусів може змінювати геохімічний та мікробний склад рідин у водоносних горизонтах. Механізми, виявлені в свердловині Йеллоустона, можуть діяти в різних сейсмічно активних підземних екосистемах по всій планеті.

Дослідники припускають, що подібна динаміка може навіть розширювати можливості для існування мікробного життя на скелястих планетах, таких як Марс. Якщо сейсмічна активність справді здатна підтримувати підземні екосистеми, це відкриває нові перспективи для пошуку життя за межами Землі.

Йеллоустонське вулканічне плато є унікальною природною лабораторією для вивчення взаємодії геологічних процесів та живих організмів. Регіон відомий своєю інтенсивною геотермальною активністю та частими землетрусами, що робить його ідеальним місцем для спостереження за змінами в підземних екосистемах.

Результати цього дослідження мають важливе значення для розуміння того, як життя адаптується до екстремальних умов та як геологічні процеси можуть підтримувати біологічну активність у місцях, де сонячне світло не досягає поверхні. Підземні мікроорганізми відіграють критичну роль у глобальних біогеохімічних циклах, і розуміння факторів, що впливають на їхню активність, є ключовим для повного уявлення про функціонування нашої планети.

Дослідження також підкреслює важливість довгострокового моніторингу підземних екосистем, особливо в геологічно активних регіонах. Тільки завдяки систематичним спостереженням науковці змогли зафіксувати швидкі зміни в мікробних спільнотах після сейсмічних подій.