De onderverdeling in atmosfeer, hydrosfeer, biosfeer en lithosfeer is niet zo scherp als op het eerste gezicht lijkt: vissen zwemmen in het water, vogels vliegen in de lucht, lucht zit opgesloten in ijs en in sediment, en tal van organismen zoeken hun weg in de lithosfeer, de bovenste ~80 km aan gesteente van onze aardbol. Dat laatste gebeurt op nog veel grotere schaal en tot grotere diepten dan tot nu toe werd aangenomen. Dat blijkt uit twee publicaties die rond de jaarwisseling verschenen.
Monstername-apparatuur wordt vanaf de Jason II neergelaten. Afbeelding: © M. McCarthy, University of California
Microben uit de diepte
De publicatie die nog in 2010 verscheen, betreft bacteriën die werden aangetroffen in een boorkern die vanaf het onderzoeksschip JOIDES Resolution werd opgehaald uit de ‘diepe’ (oceanische) aardkorst van het Atlantis-Massief in de Atlantische Oceaan. De korst is daar ter plaatse omhoog gedrukt en gebroken, en daardoor is de ‘diepe’ korst, die uit het vulkanisch gesteente gabbro bestaat, relatief gemakkelijk aan te boren. In de boorkern werd in deze gabbro, afkomstig van ruim 1400 m onder de zeebodem, een onverwacht grote hoeveelheid microben aangetroffen. Deze microben waren zeer goed aangepast aan de situatie ter plaatse.
Sommige soorten verwerkten koolwaterstoffen, andere bleken in staat om methaan te oxideren, en weer andere bleken genen te hebben die het hun mogelijk maakten om stikstof en koolstof uit gasvormige verbindingen vrij te maken. De koolwaterstoffen die de organismen gebruikten als voedsel bleken afkomstig uit de diepe aardkorst, wat impliceert dat deze microben kennelijk niet afhankelijk zijn van voedselbronnen in zee. De onderzoekers stellen dat de microben blijkbaar in staat zijn om koolstof vast te leggen, zodat ze wellicht voor ‘consumptie’ van CO2 kunnen zorgen. Dan zou een deel van de door menselijke activiteit geproduceerde CO2 in de oceanische korst kunnen worden gepompt zonder nadelige gevolgen.
Met een robotarm worden monsters op de zeebodem genomen. Afbeelding: © M. McCarthy, University of California
Tweede biosfeer
De publicatie die begin januari verscheen betreft organisch materiaal dat niet alleen voorkomt in vloeistoffen die via onderaardse hete bronnen omhoog komen, maar ook is aangetroffen in een boorkern die met het onderzoekschip Jason II uit de diepzeebodem is opgehaald. Dit opgeloste organische materiaal was afkomstig uit de oceanische korst zelf, en moet bovendien gevormd zijn – zoals blijkt uit de verhoudingen tussen de diverse koolstof-isotopen – door de activiteit van grote gemeenschappen van zogeheten chemoautotrofe microben. Dit zijn micro-organismen die hun energie ontlenen aan chemische reacties en die volledig onafhankelijk zijn van voedsel dat direct of indirect te danken is aan zonlicht. Het gaat daarbij om bacteriën en Archaea (oerbacteriën) die, zoals uit de C-datering blijkt, 11.800-14.400 jaar geleden leefden. Van deze microben was weliswaar bekend dat ze in de oceanische korst voorkomen, maar tot nu toe was het een punt van discussie of er ook werkelijk grote gemeenschappen bestonden. Dat blijkt nu dus inderdaad het geval. De onderzoekers spreken dan ook zelfs van een ‘tweede biosfeer’ onder de zeebodem.
Het voorkomen van grote gemeenschappen van deze micro-organismen die leven onder dergelijke extreem omstandigheden, kan consequenties hebben voor de zoektocht naar buitenaards leven. Dat leven zou immers in traceerbare hoeveelheden kunnen voorkomen in gebieden op de Maan of op Mars waarvan tot nu toe werd verondersteld dat ze zo onherbergzaam zijn dat een zoektocht er nauwelijks zin heeft.
Referenties:
- McCarthy et al. Chemosynthetic origin of 14C-depleted dissolved organic matter in a ridge-flank hydrothermal system. Nature Geoscience 4 (2011) 32-36.
- Mason et al. First investigation of the micobiology of the deepest layer of ocean crust. PloS ONE 5 (2010) e15399.
Zie ook:
- Microben in moddervulkaan overleven ‘buitenaardse’ omstandigheden (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)
- Onmogelijke microben zetten methaancyclus op z’n kop (Kennislinknieuws van RU)
- Mars leek op aarde (Kennislinknieuws van NGV Geonieuws)
- Mars-bacterie oud nieuws (Kennislinknieuws)
"
