До началото на 90-те никой не подозира колко активен може да бъде животът на жителите на земните дълбини. Сега учените смятат, че микробите, живеещи под земята, може би са помогнали да оформят континентите, да отделят кислород и да дават живот, както го познаваме. Atlantic Magazine изследва как изучаването на тези микроорганизми на нашата планета би могло да помогне за откриване на живот в Космоса, като Марс.
Те живеят на хиляди метра под повърхността на Земята. Те се хранят с водород и отделят метан. И те са способни да променят нашия свят по-фундаментално, отколкото можем да си представим.
Алексис Темпълтън си спомня 12 януари 2014 г. като деня, когато водата избухна. Стъклена бутилка Pyrex, която беше плътно затворена и напълнена с вода, избухна като балон.
Темпълтън шофираше с Land Cruiser по неравна и скалиста повърхност на долината Вади Лауени, широка канала, прорязваща планините на Оман. Тя паркира колата си на бетонна платформа с изглед, където наскоро беше пробит кладенец за вода. Темпълтън отвори капака на този кладенец и свали бутилката в мрачните й дълбочини, надявайки се да получи водни проби от дълбочина около 260 метра.
Долината на Вади Лавайни е заобиколена от скалисти върхове с шоколадово кафяв цвят, тези скали са твърди като керамика, но са закръглени и увиснали, по-скоро като древни тухли, направени от кал. Този фрагмент от вътрешността на Земята, с размерите на щата Западна Вирджиния, беше изтръгнат на повърхността при сблъсъка на тектонските плочи преди милиони години. Тези екзотични скали - те представляват аномалии на земната повърхност - накараха Темпълтън да дойде в Оман.
Скоро след като тя вдигна бутилката с вода от дълбините на кладенеца, тя се отвори под вътрешно налягане. Водата се разля от пукнатините и кипеше като сода. Газът, който избухна вътре в нея, не беше въглероден диоксид, както в безалкохолните напитки, а водород, горим газ.
Темпълтън е геобиолог в Университета на Колорадо в Боулдър и този газ е от особено значение за нея. „Организмите обичат водорода“, казва тя. Тоест, те обичат да го ядат. Самият водород не може да се счита за доказателство за живота. Това обаче предполага, че скалите под земната повърхност може да са точно там, където животът може да процъфтява.
Темпълтън е един от нарастващия брой учени, които вярват, че дълбините на Земята са изпълнени с живот. Според някои оценки тази неизследвана част от биосферата може да съдържа от една десета до половина от цялата жива материя на Земята.
Промоционално видео:
Учените са открили микроби, които обитават гранитни скали на дълбочина около два километра (6000 фута) в района на Скалистите планини, както и в морските утаечни скали, датиращи от времето на динозаврите. Те дори намериха миниатюрни живи същества - червеи, които приличат на членестоноги на скариди, роговици на бали - в златните мини на Южна Африка на дълбочина 340 метра (11 хиляди фута).
Ние, хората, сме склонни да разглеждаме света като твърда скала, покрита с тънък слой живот. Въпреки това, за учени като Темпълтън, планетата прилича повече на кръг от сирене, плътните ръбове на които постоянно се унищожават от размножаващите се микроби, които живеят в неговите дълбочини. Тези същества се хранят от онези източници, които не само изглеждат неядливи, но и нематериални - говорим за атомния разпад на радиоактивни елементи, за процеса, който протича в резултат на натиска на скалите, докато те потъват в дълбините на Земята и тяхното разпадане и дори, може би, за земетресения.
Темпълтън дойде в Оман, за да намери скрити оазиси на живота. Шумът на водородния газ през 2014 г. беше важно доказателство, че тя е на прав път. Така Темпълтън и нейните колеги се върнаха в Оман миналия януари, за да пробият кладенец на дълбочина 400 метра (1300 фута) и да се опитат да намерят жителите на тези дълбини.
Една гореща зимна вечер пронизващ пронизващ шум над изгаряните от слънцето простори на долината Вади Лавайна. Булдозер се появи почти в центъра на тази долина. А пред него имаше вал за пробиване, способен да се върти със скорост от няколко оборота в минута.
Половин дузина души в твърди шапки - предимно индийски работници, наети от местна компания, управляваха платформата. Темпълтън и половин дузина други учени и специализанти стояха на няколко метра в сянката на балдахин, който се люлееше на нежния бриз. Всички, като се наведеха над масите, изучаваха скалните проби, които работниците носеха горе приблизително на всеки час.
Тази платформа работеше цял ден и входящите проби от почвата променяха цвета си с увеличаване на дълбочината. Първите няколко метра от скалата имаха оранжев или жълт оттенък, което показва, че кислородът от повърхността е превърнал желязото, съдържащо се в скалата, в ръждиви минерали. На дълбочина 20 метра следи от кислород изчезнаха, камъните потъмняха до зеленикаво-розов цвят с черни вени.
- Красив камък - каза Темпълтън и погали повърхността с ръка в латексова ръкавица. Очилата й бяха повдигнати нагоре и опираха на права тъмна руса коса, разкривайки бузи, потъмняли от дългогодишна работа на кораби, на тропически острови, по ширините на Арктика и на други места. "Надявам се да видя повече от този вид материали", каза тя.
Този зеленикаво-черен камък й предостави поглед върху нещо, което е почти невъзможно да се види другаде на нашата планета.
Тези скални проби, изнесени на повърхността от големи дълбочини, се оказаха богати на желязо - желязо под формата на минерали, които по правило не оцеляват на земната повърхност. Това подземно желязо е толкова химически реактивно, че има тенденция да се комбинира с кислород толкова много, че когато влезе в контакт с водата под земята, водните молекули се разрушават. Той изтегля кислорода от водата и оставя водород зад себе си.
Геолозите наричат този процес "серпентинизация" поради силните следи от черни, зелени и бели минерали, които оставя след себе си. Серпентинизацията обикновено се случва на места, недостъпни за хората, включително на дълбочина от няколко хиляди метра под дъното на Атлантическия океан.
И тук, в Оман, скалите, разположени в дълбините на земята, се приближават толкова близо до повърхността, че серпентинизацията се случва само на няколкостотин метра под краката. Водородът, който разкъса бутилката с вода в Темпелтън през 2014 г., беше малък пример за процеса на серпентинизация; воден кладенец, пробит преди няколко години в този регион, произвеждаше толкова много водород, че дори съществуваше заплаха от експлозия и в резултат правителството беше принудено спешно да го бетонира.
Водородът е специално вещество. Той е използван като един от задвижващите средства за изстрелване на космически кораб и совалки „Аполон“в орбита и е един от най-енергийно богатите елементи, естествено срещащи се на Земята. Това го прави важна храна за микробите, които съществуват под земната повърхност.
Фрагменти от скала, предназначени за геоложки изследвания.
Като цяло, микробите, живеещи под планините в източен Оман, могат да консумират тонове водород всяка година, което води до бавно и контролирано изгаряне на газа, прецизно контролиран от ензими вътре в напълнените им с вода клетки.
Обаче водородът е само половината от уравнението за живота - за да произвеждат енергия от водорода, микробите се нуждаят от нещо друго, за да го изгорят, точно както човешката раса е принудена да вдишва кислород, за да обработва храната. Основната задача на Темпълтън е именно да разбере с какво микроби "дишат" на такава дълбочина под Земята, където няма кислород.
В два часа следобед очукан пикап се отправя към мястото за сондиране по прашен и кален път. Зад него са - строго една след друга - шест камили, като главите им се люлееха на вятъра. Това са местни животни, те са вързани с къси каишки и се насочват към ново пасище, разположено някъде в тази долина.
Темпълтън, забравяйки за камилите, изведнъж извика, не криейки вълнението си: "Злато!" Тя посочи проба почва на масата, както и малко струпване на жълти метални кристали. Кубичната им форма помогна да разберем малката й шега: тези кристали не бяха истинско злато, а злато на глупците, което също се нарича железен пирит.
Железният пирит е съставен от желязо и сяра и това е един от минералите, който се нарича още "биогенен": образуването му понякога се свързва с активността на микробите. Самите кристали могат да се образуват от отпадъците, които микробните клетки "издишват". Следователно пиритът може да бъде страничен продукт на микробния метаболизъм, възможност Темпълтън нарича „красива“.
Връщайки се вкъщи в Колорадо, тя ще обърне на тези кристали същото внимание, което археолог би посветил на купчина древен римски боклук. Тя ще ги нарязва на прозрачни парчета и ще ги изследва под микроскоп. Ако пиритът всъщност е продукт на живи клетки, тогава микробите „вероятно могат да бъдат погребани в минерали“. Тя се надява да намери техните фосилизирани тела.
До началото на 90-те никой не подозира колко активен може да бъде животът на жителите на земните дълбини. Първите доказателства са открити в скалата под морското дъно.
Геолозите отдавна са забелязали, че вулканичните газове, открити в тъмни базалтови скали, са на хиляди метра под нивото на морското дъно, в което често има микроскопични вдлъбнатини и тунели. „Нямахме представа, че това може да бъде биологично“, казва Хуберт Стаудигел, вулканолог от Института по океанография на Скрипс в Ла Джола, Калифорния.
През 1992 г. млад учен на име Ingunn Thorseth от университета в Берген в Норвегия предположи, че тези депресии са геологически еквивалент на зъбен кариес - микробите го вграждат във вулканично стъкло чрез консумация на железни атоми. Всъщност Торсет откри какво може да се обърка с мъртви клетки в тези вдлъбнатини в скала, събрана на три хиляди фута под морското дъно.
Когато тези открития бяха публикувани, Templeton все още не работеше на полето. Тя спечели магистърска степен по геохимия през 1996 г., след което отиде да работи в Националната лаборатория на Лорънс Беркли в Калифорния, където изучава колко бързо микробите изяждат авиационното гориво в земята в бивша военноморска база в САЩ. Няколко години по-късно, за докторската си дисертация в университета в Станфорд, тя изучава как подземните микроби метаболизират олово, арсен и други замърсители по време на метаболизма.
През 2002 г. тя се премества в лабораторията на Scripps, за да работи с професора по биология Брадли Тебо и Стаудигел по подобни въпроси, а именно как микробите живеят в желязо и други метали в базалтовото стъкло, открито на морското дъно.
През ноември същата година, на задната палуба на изследователски кораб в центъра на Тихия океан, тя се изкачи през люка в потопения в размер на колата Риби-IV и се потопи на морското дъно. Тери Керби, пилот в базираната на Хаваите лаборатория за изследване на морското дъно, насочи плавателния съд към южния склон на морския край Loihi, подводен вулкан близо до големия остров на Хавай.
На 1700 метра (5 600 фута) прожекторът на подводницата едва осветяваше странния подводен пейзаж - разбъркан микс от нещо, което приличаше на плътно опаковани торби за боклук, натрупани в каша в някаква пирамида. Тези така наречени базалтови възглавнички се образували през вековете, когато лавата пронизана през пукнатини, се сблъскала с морска вода, след което бързо се охлади, превръщайки се в гладки камъни. Темпълтън лежеше отстрани на пейката и трепереше в студа и гледаше през дебелото стъкло, докато Кирби отрязваше парчета базалт с механична ръка. Осем часа след началото на гмуркането до океанското дъно те се върнаха на повърхността с пет килограма скала.
В същата година тя и Стуадигел посещават вулкана Килауеа на Хаваите, надявайки се да съберат вулканично стъкло без микроби, което да могат да сравнят с проби, събрани от океанското дъно. Облечени в тежки ботуши, те не стигнаха до потока лава и преминаха над вкаменената кора, която беше дебела само няколко сантиметра. Staudigel намери едно място, където оранжевата разтопена лава проби през получената втвърдена кора. Той взе парче гореща лава с метална пръчка - изглеждаше като горещ и лепкав мед - и го постави в кофа с вода. Водата кипна със свирка и шум и след известно време лавата се втвърди, превръщайки се в стъкло.
Назад в лабораторията Темпълтън изолира десетки бактериални щамове, които абсорбират желязо и манган от скали на дъното на морето. Заедно с колегите си тя отново разтопи стерилна чаша от вулкана Килауеа в пещта, добави там различни количества желязо и други хранителни вещества и отглежда бактериални щамове от тях. Тя използва най-модерните техники, включително рентгенови лъчи, и наблюдава с удоволствие как бактериите рециклират минерали.
„Цялото ми мазе беше запушено с базалтови скали, издигнати от дъното на морето, защото аз просто не можех да им откажа“, каза ми тя един от онези дни, когато нямаше сондаж.
Тези скални проби обаче, както и бактериите, които се хранят с тях, имаха от гледна точка на Темпълтън един голям недостатък - те бяха взети от морското дъно, където водата вече съдържа кислород.
Кислородът е част от всички живи същества на Земята - от ардарки и земни червеи до медузи; нашата атмосфера и по-голямата част от океаните са изпълнени с нея до преразпределение. Земята обаче е имала толкова много кислород само за малък период от своята история. Дори и днес огромни части от биосферата на нашата планета никога не са срещали кислород. Достатъчно е да се потопите в земята на няколко метра и вече няма да има кислород. На всяко друго място в Слънчевата система, включително Марс, където животът може да съществува, няма да намерите кислород.
Докато Темпълтън изучаваше дълбоката биосфера на Земята, тя също се заинтересува от въпроса за произхода на живота на нашата планета и на други места в Слънчевата система. Проучването на подземното пространство може да даде поглед върху тези разделени места и времена, но това ще бъде възможно само ако тя може да отиде по-дълбоко, извън обсега на кислорода.
Планините на Оман изглеждаха идеалното място за този вид проучване. Тази огромна скална маса, постепенно подложена на серпентинизация, има места, лишени от кислород вътре в нея, както и химически активни съединения на желязо, които според учените са разположени в дълбините на Земята.
Темпълтън и няколко други изследователи на дълбока биосфера бяха ангажирани с друг голям проект в ранните етапи на планирането, проектът за сондиране в Оман.
Проектът се ръководи от Питър Келемен, геолог в Ню Йоркската обсерватория Ламонт-Дохърти. Тя има своя собствена мисия - дълбоките скали в Оман взаимодействат не само с кислород и вода, но и с въглероден диоксид, като същевременно изтласкват газ в атмосферата и го затварят в карбонатни минерали - този процес, ако учените могат да го разберат, ще помогне на човечеството да намали емисии на въглероден диоксид в атмосферата.
Келемен присъства по време на сондажи във Вади Лаваини през януари 2018 г. Той беше уверен, че ще бъдат открити доказателства за живота. Първоначално тези скали са се образували при температури над 980 градуса по Целзий (1800 градуса по Фаренхайт). Те обаче се охлаждаха бързо и днес температурата в горния слой, който е дълбок около 500 метра, има температура около 30 градуса по Целзий (90 градуса по Фаренхайт). Тези скали „не бяха достатъчно горещи, за да убият всички микроби след Кредата“- ерата на динозаврите.
В три часа следобед половин дузина членове на екипажа се събраха на маслената платформа за един вид ритуал, който всички очакват с интензивно внимание.
Нова част от сърцевината, току-що взета от пробития вал, се спуска върху носа. Говорим за каменен цилиндър с височина три метра - той приблизително отговаря на дебелина на дебелия край на бейзболна бухалка и е разположен в метален цилиндър.
Работници вдигнаха единия край на тази тръба. И сърцевината се изплъзна от нея - заедно с черната и лепкава течност. Черна, гъста кал се разля върху земята. Ядрото, извлечено от земята, беше напълно покрито с това вещество.
- О, Боже - каза някой. - Еха . Всички наоколо шепнеха.
Един от работниците заличи извлечената сърцевина, след което по гладката и лъскава повърхност, като във врящо масло, започнаха да се образуват малки мехурчета. Тази скална проба, незасегната от натиска, който изпитваше под земята, отделяше газове точно пред очите ни и мехурчетата му проникваха през порите в скалата. Миризмата на канализация и горящ каучук започна да прониква във въздуха - миризмата, която учените присъстват там, веднага идентифицира.
"Това е много оживена скала", каза Темпълтън.
"Сероводород", каза Келемен.
Сероводородът е газ, който се образува в канализацията, в червата ви, а също - сега очевидно - под земята в Оман. Произвежда се от микроби, живеещи в отсъствие на кислород. Лишени от този животворящ газ, те правят трик, на който животните, които живеят на повърхността на планетата, не са способни - започват да дишат нещо друго. С други думи, те изгарят храната си с помощта на други химикали, открити под земята.
Част от ядрото, издигнато на повърхността, беше пронизано с ивици от оранжево-канелен камък - така са отбелязани местата, през които гореща лава се изливаше през дълбоки пукнатини по земната повърхност преди милиони години и в този момент тази скала се намираше в недрата на Земята на дълбочина от няколко километра …
Тези следи от фосилизирана магма постепенно предадоха своите химически съставки на подземните води - включително молекули, наречени сулфати, които са съставени от един серен атом, свързан с четири кислородни атома. Очевидно микробите са използвали тези молекули, за да усвояват водород, каза Темпълтън. "Те ядат водород и издишват сулфат." И тогава те все още отделят газовете си.
Сероводородът има не само силна и неприятна миризма. Освен това е токсичен. Следователно самите микроби, които го произвеждат, са изложени на риск да бъдат отровени, тъй като се натрупват под земята. Как успяват да избегнат отравяне? Отново скалата ни дава отговор.
Пробиването продължава през следващите няколко дни, но черната каша постепенно изчезва. Всяко ново ядро, изведено на повърхността, беше сухо и без мирис. Самата скала обаче се промени - нейната мозайка и серпентин наподобяваше вени, а основните нюанси бяха сиво и черно и започна да прилича на карирана пола, потопена в мастило.
"Всичко това почерняване е биопродукт", каза Темпълтън една вечер, когато тя и колегата й Ерик Елисън бяха в натоварено с инструменти лабораторно ремарке, което опакова скални проби, които да бъдат изпратени вкъщи. Някои от камъните бяха в запечатани кутии от плексиглас и Елисън ги преместваше с ръкавици, поставени върху кутиите на машините - всичко това създаваше впечатление, че в събраните скални проби има нещо зловещо. Тази предпазна мярка обаче не е била предназначена да защити човека; това беше направено с цел да се лишат чувствителните микроби от контакт с кислород.
Темпълтън вярваше, че именно тези микроби имат ефект върху последните скални проби - сероводородът, който издишват, реагира със скалата, за да създаде железен сулфид, безвреден черен минерал. Пиритът, който видяхме по-рано, също е съставен от желязо и сяра и можеше да се образува по същия начин.
Тези черни минерали са нещо повече от академична рядкост. Те предоставят поглед върху това как микробите не само успяват да оцелеят в земната кора, но са били в състояние да я променят, а в някои случаи дори създават минерали, които не съществуват другаде.
Някои от най-богатите находища на желязо, олово, цинк, мед, сребро и други метали са се образували, когато сероводородът се е сблъсквал с тези метали дълбоко под земята. Тези сулфиди улавят тези метали и чрез концентрация ги превръщат в минерали, които се образуват в продължение на милиони години - докато не бъдат изведени на повърхността от миньори. Сероводородът, който образува тези руди, често има вулканичен произход, но в някои случаи се образува от микроби.
Робърт Хазен, минералог и астробиолог от Карнеги център във Вашингтон, окръг Колумбия, смята, че повече от половината минерали дължат съществуването си на форми на живот - растителни корени, корали, диатоми и дори подземни микроби. Той дори е готов да предположи, че седемте континента на нашата планета дължат отчасти съществуването си на микроби, които изяждат скалите.
Преди четири милиарда години Земята нямаше постоянна земя - само няколко вулканични върха се извисяваха над океана. Микробите на морското дъно обаче помогнаха да се промени тази ситуация. Те атакуваха базалтовите находища по същия начин, както днес, превръщайки вулканично стъкло в глинени минерали. И след омекване отново стават твърди, превръщайки се в нови скали - в по-лек и ковък материал от останалата част на планетата: гранит.
Тези леки гранити се сляха и се издигнаха над повърхността на океана, създавайки по този начин постоянни континенти. Очевидно този процес, вие до известна степен, се е състоял без помощта на микроби, но Хазен вярва, че те са го ускорили. "Можете да си представите микроби, които създават баланс", казва той. "Ние твърдим, че микробите са изиграли основна роля."
Появата на земя оказва значително влияние върху еволюцията на Земята. Скалите под въздействието на въздуха се срутиха по-бързо, отделяйки хранителни вещества като молибден, желязо и фосфор в океана. Тези хранителни вещества насърчават растежа на фотосинтетични водорасли, които абсорбират въглеродния диоксид и отделят кислород. Преди около два милиарда години в земната атмосфера се появиха първите следи от кислород. Преди 550 милиона години нивата на кислород най-накрая достигнаха нивата, необходими за поддържане на примитивни животни.
Богатото количество вода на Земята, както и оптималното му извеждане от Слънцето, го направиха обещаващ инкубатор за цял живот. Преобразуването му в рай за живи и дишащи с кислород животни обаче никога не е било гарантирано. Микробите може би са довели нашата планета до невидима повратна точка - образуването на континенти, кислород и формирането на живот, както го познаваме.
И дори днес микробите продължават да правят и преработват нашата планета отвътре.
В някои отношения подземните микроби приличат на човешката цивилизация, където на кръстопът се образуват „градове“. В Оман процъфтяващ оазис от миризливи черни микроби е бил разположен на дълбочина 30 метра, близо до пресечната точка на няколко големи пукнатини в скалата - това са каналите, които позволяват на водорода и сулфатите да проникнат там от различни източници.
Елисабета Мариани, структурен геолог от университета в Ливърпул в Англия, прекара много дни под палатка, оправяйки тези пукнатини в скалите. Една сутрин тя ме повика, за да ми покаже нещо специално - почивка, която се движеше по диагонал през сърцевината и там виждате две скални повърхности, пробити със слоеве от зелена и жълта серпентина, тънки като лист хартия.
"Виждате ли тези колела?" - попита тя на английски с акцент, който предаде родния й италиански, и посочи пукнатини в две змийски повърхности. Те свидетелстваха, че това не е само пасивна фрактура - тя е активна вина. „Два блока скала се движеха, докосвайки се един до друг, в тази посока“, каза тя и посочи коловозите.
Тулис Онстът, геолог от университета в Принстън, който не участва в проекта за сондажи в Оман, смята, че подобни активни счупвания могат не само да осигурят пътеки за преминаване на храната под земята - те може да са произвели храна. През ноември 2017 г. Онстът и колегите му започнаха дръзки експерименти. Те започнаха работата си в тунел на дълбочина 2500 метра в златната мина Моаб Хотсонг в Южна Африка и от там пробиха нов кладенец в посока на разлом, който беше още 800 метра по-дълбок. На 5 август 2014 г. в този разлом се случи земетресение с магнитуд 5,5. Онстът се надява по този начин да изпробва провокативната идея, че земетресенията могат да осигурят храна за дълбоката биосфера.
Учените отдавна са забелязали, че водородният газ изтича от големи разломи, включително като Сан Сан Андреас в Калифорния. Част от този газ е химическа реакция - силикатни минерали, които се разграждат по време на земетресение, реагират с вода и отделят водород като страничен продукт. За микробите в близост до разрива този вид реакция може да доведе до нещо като периодичен енергиен взрив, свързан с голям прием на захар.
През март 2018 г., четири месеца след началото на сондажа в рудник Моаб-Хотсонг, работниците изнесоха сърцевина на повърхността, която пресече разлома.
Скалата по разлома беше „доста лошо разрушена“, казва Онстът - в сърцевината може да се видят дузина паралелни счупвания. Повърхността на някои от тези пукнатини се превърна в крехка глина, ивици от която показват скорошни земетресения. Други пукнатини бяха пълни с вени от бял кварцит, който обозначаваше по-стари фрактури, образували се хиляди години по-рано.
В момента Онстът търси вкаменели клетки в тези кварцитни вени и също така анализира скалата за ДНК, като се надява по този начин да установи кои бактерии живеят в този разрив, ако има такъв.
В допълнение, той и неговите колеги - и по-важното - са оставили пробитите дупки отворени и наблюдават водата, стъклото и микробите по самата вина и взимат нови проби всеки път, когато има второ земетресение. „В този случай можете да видите дали стъклото се освобождава или не,“казва той, „и също да наблюдавате дали в микробиологичната общност се извършват някакви промени в резултат на консумацията на газ“.
Докато Онстът очаква тези резултати, той обмисля и по-радикална възможност: Тези дълбоко засегнати бактерии не само се хранят с ефектите на земетресенията, но могат да ги причинят. Според него, когато микробите започват да атакуват желязо, манган и други елементи в минерали, които се появяват по линиите на счупване, те могат да отслабят скалата - и да подготвят тези счупвания за следващата голяма смяна. Изследването на тази възможност включва провеждането на лабораторни експерименти, за да се установи дали бактериите при тези разкъсвания действително са в състояние да разграждат минералите достатъчно бързо, за да повлияят на сеизмичната активност. С характерно подценяване на значимостта на учения той мисли за предстоящата работа: „Това е достатъчно разумна хипотеза, за да я тестваме“.
На 30 януари буровата установка във Вади Лаваини достигна 60 метра. Моторите й реват във фоновия звук, докато Темпълтън и колегата й Ерик Бойд седяха на полеви столове под акациево дърво. Покрай тях имаше знаци на други пътешественици, почиващи на този остров на сянка, рядко срещан в района - камилски измет, гладки и кръгли като кожени сливи.
„Ние вярваме, че околната среда е от съществено значение за разбирането на произхода на живота“, казва Бойд, геобиолог от държавния университет в Монтана в Боземан. Според него това го кара и Темпълтън да изучават дълбоките скали в Оман. "Ние обичаме водорода", казва той.
И Бойд, и Темпълтън вярват, че животът на Земята е възникнал в среда, подобна на тази, която съществува на няколко метра под техните полеви сгъваеми столове. Според тях люлката на живота се намира в разривите под земната повърхност, където богатите на желязо минерали изтръгват водород от себе си след контакт с вода.
От всички химически горива, съществували на Земята преди четири милиарда години, водородът изглежда е един от най-лесните елементи за метаболизма на ранните и неефективни клетки. Водородът не се е произвеждал само чрез серпентинизация, но е произведен - както и днес - от радиоактивно разпадане на елементи като уран, който непрекъснато разгражда молекулите на водата в заобикалящата скала. Водородът е толкова нестабилен, има тенденция да се разлага толкова много, че може да се усвоява дори от леки окислители като въглероден диоксид или чиста сяра. Проучване на ДНК на милиони генетични последователности предполага, че предшественикът на живота на Земята - „последният универсален общ прародител“- може да е използвал водород като храна и да го е изгарял с въглероден диоксид. Същото,вероятно е възможно да се каже за живота в други светове.
Минералите, съдържащи желязо тук в Оман, често се срещат в Слънчевата система, какъвто е процесът на серпентинизация. Космическата сонда Orbiter, която в момента орбитира Марс, е открила серпентинови минерали на повърхността на Марс. Космическият апарат Касини е открил химични доказателства за продължаваща серпентинизация дълбоко в Енцелад, покритата с лед луна на Сатурн. Минерали, подобни на серпентин, са открити и на повърхността на Церес, джудже планета, чиято орбита се намира между орбитите на Марс и Юпитер. Серпентини дори са били открити в метеорити, в фрагменти от ембрионални планети, съществували преди 4,5 милиарда години, тоест точно по време на раждането на Земята, а това може да означава, че люлката на живота всъщност е съществувала преди формирането на нашата планета.
Водородът - източникът на енергия за зараждащия се живот - е намерен на всички тези места. Той все още може да се произвежда в цялата Слънчева система.
Заключенията на Бойд са спиращи дъха.
„Ако имате такъв вид скала и температурата е сравнима с тази на Земята и ако все още имате течна вода, колко неизбежен според вас е животът?“, Пита той. "Лично аз съм сигурен, че е неизбежно."
Намирането на живот ще бъде предизвикателство. Със съществуваща технология космически кораб, изпратен на Марс, може да пробие дупка само на няколко метра дълбоко във враждебни повърхности. Тези повърхностни скали може да съдържат следи от миналия живот - може би изсъхналите основи на марсианските клетки, хванати в микроскопични тунели, които те пронизват чрез минерали - но всяка жива микроби вероятно е дълбока няколко стотин фута. Темпълтън се опитва да намери следи от отминал живот - а също и да отдели онези знаци от онези неща, които не са били засегнати от живота - и това го прави от момента, в който тя изследва базалтово стъкло на дъното на морето преди 16 години.
„Моята работа е да намеря биологични отпечатъци“, казва тя. Тя използва същите инструменти за изследване на проби, донесени от Оман, както и за изучаване на стъкло. Тя снима повърхностите на минералите с рентгенови лъчи, за да разбере как микробите модифицират минералите. Тя също иска да разбере: оставят ли ги на място? Или ги разяждат? Изучавайки кои живи микроби абсорбират минерали, тя се надява да намери надежден начин да идентифицира същите химични следи на абсорбция в извънземни скали, които не са имали живи клетки от хиляди години.
Един ден тези инструменти ще бъдат на борда на роувър. Или ще бъдат използвани при изследването на скални проби, донесени от други светове. Междувременно Темпълтън и нейните колеги все още имат много работа в Оман - те ще трябва да разберат какво съдържа тъмната, гореща и скрита биосфера под краката им.
Дъглас Фокс