Sky-High Mikroben: Wie weit nach oben kann es Leben geben?

Organismen Leben könnte mehr als 30 Meilen (50 Kilometer) über der Erdoberfläche, in einer atmosphärischen Zone bekannt als die Stratopause, sagen Wissenschaftler.

Auf jenen Höh ' n in der Atmosphäre Luftdruck ist nur ein winziger Bruchteil dessen, was es auf dem Meer Ebene und Temperaturen um den Gefrierpunkt (32 Grad Fahrenheit oder 0 Grad Celsius) zu schweben. Aber diese Temperatur, die wärmer als die Luft unten und oben die Stratopause, schafft ein potenzielles Zuhause für mikrobielles Leben, das einmal oben durch Stürme, Vulkanausbrüche, Höhen-Flugzeugen und anderen menschlichen Unternehmungen weit über der Erde extrudiert wurden haben könnte.

"Wir wollen herausfinden, was die Obergrenze der aktiven Biosphäre in der Atmosphäre ist", sagte Andrew Schuerger, Pflanzenpathologe an der University of Florida, LiveScience. ("Biosphäre" ist ein Begriff, mit denen Wissenschaftler beschreiben die Zone auf, in und um die Erde, das Leben ermöglicht.) [Seltsamsten Orten wo Leben auf der Erde gefunden wird]

Obwohl einige Labortests, dass Organismen wachsen in dieser Höhe werden können vorschlagen, ist die Technologie notwendig, um zu versuchen, sie zu sammeln noch entwickelt.

Auf der Suche zum Mars

Einige der Schürger Arbeit konzentriert sich auf einem fernen und fremden Umfeld: die Oberfläche des Mars. Er nutzt den Mars-Simulationsschrank in seinem Labor am Kennedy Space Center in Cape Canaveral, Florida, um Mikroben Fähigkeit zu überleben und wachsen in der Kälte, Kohlenstoff-Dioxid-dominierten, Niederdruck atmosphärische Bedingungen auf der Oberfläche des roten Planeten zu testen.

Zwei dieser Bedingungen – die Temperatur und niedriger Luftdruck – ähneln denen, die hoch in die Erdatmosphäre.

"Wenn Mikroorganismen können überleben, wachsen und überhaupt unter Mars Bedingungen zu replizieren, ist es sehr plausibel, sie können [tun] in der Nähe der Stratopause," sagte Schürger auf der ScienceWriters2013 Konferenz am 4. November. Mikroben sind bekanntermaßen reichlich tiefer nach unten in der Erdatmosphäre.

Er und andere haben festgestellt, dass einige Bakterien – einschließlich einer gemeinsamen Mikrobe namens Serratia Liquefaciens, sowie Arten von Carnobacterium erholt aus dem sibirischen Permafrost – waren in der Lage ist, wächst bei 32 Grad Fahrenheit (0 Grad C), in einer Kohlenstoff-Dioxid-reiche, sauerstofffreie Atmosphäre und bei einem niedrigen atmosphärischen Druck von 7 Millibar. (Luftdruck auf Meereshöhe beträgt durchschnittlich, 1.013 Millibar.)

Im Vergleich dazu sind die Bedingungen in der Stratopause mehr zu vergeben, da Sauerstoff zur Verfügung steht. Ansonsten ähneln sich Temperatur und Druck.

Potenzielle Sweetspot für Mikroben?

Die Stratopause ist wärmer, oder zumindest weniger kalt als die Luft knapp darunter. Reisen Sie von der Planetenoberfläche, sinken Temperaturen in den höheren Lagen erreichen über minus 76 Grad F (minus 60 Grad Celsius), vor Sonneneinstrahlung durch die Ozonschicht und kleine Partikel bekannt als Aerosole beginnen Erwärmung der Stratosphäre absorbiert. Die Temperaturen erreichen des Gefrierpunktes (die höchste gehen sie) an der Stratopause, der Bereich zwischen der Stratosphäre und die nächste Schicht auf, die Mesosphäre, wo die Temperaturen wieder sinken. [Infografik: Erde Atmosphäre von oben nach unten]

Mit einem ER-2-Flugzeug, NASA Version von einer u-2-Spionageflugzeug Schürger und seine Kollegen gesammelt haben Bakterien und Pilze aus so hoch wie 12 Meilen (20 km) über der Erdoberfläche. Unterdessen die höchsten bestätigte Erholung von lebensfähigen Mikroorganismen bei 25 Meilen (41 km), stattfand, sagte Schürger, der hofft, Mikroben von weiter oben in der Stratopause eines Tages bekommen.

"Wir warten auf die Technologie," sagte er zu LiveScience OurAmazingPlanet.

NASA arbeitet an einem Ballon, die den Job erledigen kann; Es wird voraussichtlich im Jahr 2016 zu fliegen. Eine andere Möglichkeit ist ein Sammelsystem genannt den Staub auf Höhe Recovery Technology (DART), die Schürger und seine Kollegen an einer niedrigeren Höhe getestet werden. Ein f-104 Jet könnte die DART, die Stratopause und höher tragen, aber die Piloten Druckanzüge benötigen würde, die noch nicht entwickelt worden, sagte er.

Mehr als nur überleben

In der unmittelbaren Zukunft wollen die Forscher die DART verwenden, um Mikroben, einschließlich derer, die Krankheit, an den niedrigeren Höhen führen zu sammeln.

"Was wir finden – was immer es ist – wir testen die wiederhergestellten Bakterien und Pilze zu sehen, wenn sie Wachstum, durchführen zu können sind" sagte er.

Diese Tests, wie die anderen in der Mars-Simulator durchgeführt sind wichtig, weil die Forscher müssen wissen, dass die Mikroben aus hoch in die Atmosphäre in Wasser und die Nährstoffe notwendig gelangen, Stoffwechsel, sowie andere Aktivitäten, die letztlich zu ermöglichen, um neue Zellen zu generieren.

Wenn die Simulationen zeigen, dass Mikroben hoch in der Atmosphäre gefunden – möglicherweise sogar die Stratopause — kann nicht wachsen, dann wäre diese Höhen nicht Teil der aktiven Biosphäre. In diesem Fall sagte die aktive Biosphäre höchstwahrscheinlich ein paar Meilen über der Oberfläche der Erde enden würde, Schürger.

Jedoch die Mars-Simulationen wurden nicht berücksichtigt, für die ein wichtiger Faktor: UV-Licht (UV) Belichtung. Die Stratopause sagte über die Ozon-Schicht, die verhindert, dass ein Großteil der DNA-schädigenden UV Strahlung durch die Sonne auf die Erdoberfläche erreicht, so dass UV, dass hohe Ebenen können verhindern, dass Mikroben überleben oder wachsen, er.

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