Leben gedeihen könnte 12 Meilen unter der Erdoberfläche

Fast vergessen

Verräterische Häufigkeiten

Speziell, wie Feehan getan hatte, betrachtete Stoddard die Verhältnisse von zwei Kohlenstoff-Isotope oder Versionen eines Elements, die unterschiedliche Anzahl von Neutronen enthalten. Die Isotope in Frage sind Kohlenstoff-12 und Kohlenstoff-13, oder c-12 und c-13. Ersteres macht sich die überwiegende Mehrheit der Kohlenstoff auf der Erde. Es hat 6 Protonen und 6 Neutronen in den Atomkern. C-13 hat eine Extra siebten Neutron.

Leben verändert das typische Verhältnis von c zu c-13-12, weil die meisten biochemischen Prozesse – Essen, Wachstum und So weiter – teilen Sie Isotope in leichter und schwerer lagern. Die Art, wie, die dies funktioniert, ist eigentlich ziemlich einfach. Niedriger nummerierten Isotope besitzen weniger Masse sind leichter als höher nummerierten Isotope. Hellere Objekte, wie eine leere Pappschachtel sind natürlich leichter zu bewegen als einen geladenen Safe der gleichen Größe. In ähnlicher Weise haben hellere Isotope einfacher immer über in die Gegentakt biologischer Materie auf Liliputaner Skalen, angetrieben von Energie und molekularen Wechselwirkungen.

"Weil Kohlenstoff-12 das leichtere Isotop ist, es mehr thermodynamisch mobile als Kohlenstoff-13," sagte Stoddard. "Es kann tatsächlich schneller bewegen."

Methan, einem gemeinsamen Abfallprodukt von Mikroben, enthält ein einziges Kohlenstoffatom und vier Wasserstoffatomen. Wenn Mikroben kohlenstoffreiche Moleküle zu konsumieren und Methan scheiden, kehrt zurück der Abfall Methan enthält das Feuerzeug schneller Isotops c-12 für die Umwelt leichter als C-13-beladenen Methan. Das typische Verhältnis von einem Kohlenstoff-Isotop, der andere landet verzerrt dadurch in Gesteinen, zum Beispiel wie im Fall von Lopez Island Aragonit.

"Das Methan durch Mikroben produziert viel weniger von den schweren Isotope als das Standardverhältnis hat", sagte Stoddard.

Einige nicht-biologischen Prozesse können Kohlenstoff-Isotope sowie zu trennen, aber sie neigen nicht dazu möglichst effizient, bemerkte Stoddard.

Das Land down under

Die San Juan Islands – einschließlich Lopez Island, Website von der faszinierenden Aragonit-Inseln als solche wurde erst etwa 100 Millionen Jahren zurück in die Dinosaurier-Blütezeit. Bis dahin hatte diese Meeresgrund Felsen, was jetzt Vancouver Island ist in der Nähe Subductedunder einen benachbarten Klumpen des Felsens, ein geologischer Prozess, der oft passiert, wo tektonische Platten am Ozean und kontinentalen Grenzen treffen.

In den Eingeweiden der Erde begraben, verwandelt Druck und Wärme die dunklen Basaltfelsen, dünne, weißliche Adern der Aragonit zu schaffen. Im Laufe der Zeit verändert Mikroben auf die Szene dann langsam die Kohlenstoff-Signaturen in dieser Aragonit durch die methodische Ausscheidung von Methangas in diesem pechschwarzen, heiß, gepressten Umfeld.

Untergrund Wasser gefangen mit den Mikroben konnte weiter ihren Lebensunterhalt an einem solchen Ort aktiviert haben. Die Temperaturen würden voraussichtlich 250 Grad Fahrenheit (121 Grad Celsius) überschreiten – der bekannte Cutoff für selbst die kühnsten Lebens noch funktionieren (heiße Quellen).

Wie würde diese Mikroben überlebt haben? Counterintuitively, der überaus hohen Druck in Meilen tief Lebensraum – in der Nähe von 5.000-Mal den Druck ausgeübt durch die Erdatmosphäre auf See Ebene — könnte geholfen haben. Hohe Drücke können tatsächlich Biomoleküle wie DNA, Verrechnung der Hitze zerstörerischen Auswirkungen stabilisieren.

Ähnliche Szenarien könnte heute fortbestehen, rund um den Globus, was bedeutet, dass die Biosphäre der Erde viele Milesbelow der Planetenoberfläche erweitern kann.

"Wir haben in den letzten paar Jahrzehnten der Exploration, die Leben in einer unglaublichen Vielfalt von Ökosystemen, auch in der Tiefsee Entlüftungsöffnungen und Gletschereis, Überleben gesehen", sagte Stoddard. "Wenn der Tiefe der Erde survivable für spezielle Mikroben vor 100 Millionen Jahren war, konnte die gleichen Strategien noch heute arbeiten." [Galerie: Kreaturen der Tiefsee Vents]

Untergrund Schutzhütten

Ein ähnlicher Ansatz könnte außerirdisches Leben unter den desolaten Oberflächen der Welten wie Mars auskommen ermöglichen.

Trotz einiger die offensichtlichen Nachteile leben tief hätte Mikroben, die entwickelt wurden, um unter solchen Bedingungen bestehen Vorteile über das Leben zu nehmen versucht oberirdische in feindlicher Umgebung halten.

Nehmen Sie wir als Beispiel wieder Mars. Seine Oberfläche wird bombardiert mit hunderte Male mehr kosmische Radiationthan Erdoberfläche. Mars fehlt eine Abschirmung Magnetfeld so Leben Entwicklung auf seiner Oberfläche wesentlich größere Belastung durch schädliche Strahlung hätte. Tief unter der Oberfläche, dass Risiko verringert sich, zusammen mit anderen Risiken gestellt von, sagen wir, Verbrühungen oder Temperaturen unter dem Gefrierpunkt.

"Unterirdische Umgebungen potenziell günstigen Standorten nach außerirdischem Leben wäre weil sie mehr vor schädlichen Oberflächenbedingungen wie kosmische Strahlung abgeschirmt und von extreme Oberflächentemperaturen isoliert," sagte Stoddard. "Es ist auf jeden Fall etwas, was wir im Hinterkopf behalten sollte, wie wir andere Planeten erkunden."

Stoddard und Kollegen wollen weiter zu studieren, die lange begraben Lopez Island Felsen um weitere Informationen zu sammeln und wenn Leben in der Tat sie nach Hause gerufen hatte.

"Obwohl unsere Isotop Daten tiefen Leben stark andeutend sind, gibt es noch viele Dinge, die wir zu dieser Umgebung kennen, die unsere Schlussfolgerungen auswirken könnte", sagte Stoddard. "Wir hoffen, ein Recht detailliertes Portrait von diesem tiefen Ökosystem in den nächsten paar Monaten zu konstruieren zu können."

Diese Geschichte wurde von Astrobiology Magazine, eine Web-basierte Publikation, gesponsert von der NASA Astrobiology Programm bereitgestellt.

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