Используя инновационный метод анализа, японские геологи изучили образцы магматических пород протерозойского периода и выявили глинистые минералы, содержащие микроорганизмы. Аналогичные методы могут быть применены для исследования марсианских пород, имеющих сходный возраст.
Жизнь на Земле поразительно многогранна и универсальна. Микробные сообщества находили в ее стратосфере, на высоте более 30 километров, где холодно, сухо и сильное излучение. Не так давно Naked Science рассказывал, как астробиологи отыскали небольшую экосистему в скале пустыни Атакама — самого сухого места на земле, где свидетельства древней жизни обнаруживали на глубине более четырех метров.
Вполне вероятно, что это не окончательный предел, поскольку общая граница обитаемости на суше обычно располагается примерно на высоте трех километров. Подземная биосфера, по оценкам 2019 года, что составляет до одной четвертой от общей массы микроорганизмов на планете. Обмен веществ у этих глубоководных организмов характеризуется крайне низкой скоростью и сопоставим с обменом веществ во льдах и вечной мерзлоте — такой скорости хватает только для выживания. Благодаря этому временные рамки обитания микробов и археев в разломах земной коры растягиваются до десятков и даже сотен миллионов лет и потенциально не ограничены, если геологические процессы позволяют.
Геологи из Японии, Германии и Южной Африки провели исследование пород возрастом два миллиарда лет. Образцы кернов были получены в ходе бурения Бушвелдского комплекса, являющегося одним из крупнейших платиноносных месторождений. В рамках Международной программы континентального научного бурения (ICDP) специалисты планируют достичь основания геологического тела, погрузившись на глубину более двух с половиной километров.
Образец керна длиной 30 сантиметров был извлечен на глубине чуть более 15 метров в начале мая 2024 года. Этот образец представлял собой норит — магматическую породу. Геологи провели очистку образца, после чего, используя стерилизованный молоток, вскрыли его поверхность и получили фрагменты для получения срезов. Эти срезы были проанализированы с помощью инфракрасной спектроскопии, флуоресцентной и сканирующей электронной микроскопии. Результаты исследования опубликованы в журнале Microbial Ecology.
Анализ срезов минералов толщиной три миллиметра с помощью спектроскопии позволил обнаружить микробные клетки. Ученые отмечают, что предыдущие исследования проводились на более тонких срезах, и новый метод позволяет минимизировать риск загрязнения образцов. Результаты окрашивания микробной ДНК свидетельствуют о том, что глинистые минералы были колонизированы местными микроорганизмами.
По сути, порода, сформировавшаяся два миллиарда лет назад в результате извержения в протерозойский период, сохранила в глинистых трещинах следы бактериальной жизни. Аналогичные исследования способствуют более глубокому пониманию условий, при которых могла существовать жизнь в марсианских породах схожей возрастной группы.
«Несмотря на то, что марсианские горные породы, как правило, имеют возраст от двух до трех миллиардов лет, марсоход NASA Perseverance должен доставить образцы схожей возрастной группы, которые мы использовали в данном исследовании. Уверенность в подлинности образцов, содержащих следы микробной жизни, взятых на Земле два миллиарда лет назад, дает надежду на то, что мы сможем обнаружить нечто подобное и на Марсе», — поделился автор исследования, профессор факультета наук о Земле и планетах в Токийском университете (Япония) Йохи Судзуки.