Studiuesit zbulojnë ujërat nëntokësore më të vjetër nën sipërfaqen e Tokës

Një ekip ndërkombëtar studiuesish ka zbuluar ujëra nëntokësorë 1.2 miliardë vjeçarë të thellë në një minierë që prodhon arin dhe uraniumin në Moab Khotsong, Afrika e Jugut, duke hedhur më shumë dritë mbi mënyrën se si mbahet jeta nën sipërfaqen e Tokës dhe se si ajo mund të lulëzojë në të. planetët e tjerë.

Gjetjet u publikuan në fillim të kësaj jave në revistën Nature Communications.

“Për herë të parë, ne kemi njohuri se si energjia e ruajtur thellë në nëntokë mund të çlirohet dhe shpërndahet më gjerësisht përmes kores së saj me kalimin e kohës,” thotë Oliver Warr, bashkëpunëtor kërkimor në Departamentin e Shkencave të Tokës në Universitetin e Torontos dhe autori kryesor i studimit. “Mendoni si një Kuti të Pandorës me fuqinë e prodhimit të heliumit dhe hidrogjenit, të cilën ne mund të mësojmë se si ta shfrytëzojmë për përfitimin e biosferës së thellë në shkallë globale.”

“Dhjetë vjet më parë, ne zbuluam ujërat nëntokësore miliarda-vjeçare nga poshtë Mburojës Kanadeze – ky ishte vetëm fillimi, me sa duket,” thotë Barbara Sherwood Lollar, profesore në Departamentin e Shkencave të Tokës në Universitetin e Torontos dhe autore përkatëse. “Tani, 2.9 km nën sipërfaqen e Tokës në Moab Khotsong, ne kemi zbuluar se pikat ekstreme të ciklit të ujit në botë janë më të përhapura sesa mendohej dikur.”

Uraniumi dhe elementët e tjerë radioaktivë ndodhen natyrshëm në shkëmbin pritës përreth që përmban depozita minerale dhe xehe. Këta elementë mbajnë informacione të reja në lidhje me rolin e ujërave nëntokësore si një gjenerues energjie për grupet kimiolitotrofike (ose shkëmb-ngrënëse) të mikroorganizmave që bashkëjetojnë, të zbuluar më parë në nëntokën e thellë të Tokës. Kur elementë si uraniumi, toriumi dhe kaliumi kalbet në nëntokë, rrezatimi alfa, beta dhe gama që rezulton ka efekte valëzuese, duke shkaktuar ato që quhen reaksione radiogjenike në shkëmbinjtë dhe lëngjet përreth.

Në Moab Khotsong, studiuesit gjetën sasi të mëdha heliumi radiogjenik, neoni, argon dhe ksenon, dhe një zbulim të paparë të një izotopi të kriptonit – një gjurmues i paparë ndonjëherë i kësaj historie të fuqishme reagimi. Rrezatimi gjithashtu ndan molekulat e ujit në një proces të quajtur radiolizë, duke prodhuar përqendrime të mëdha hidrogjeni, një burim thelbësor energjie për komunitetet mikrobike nëntokësore thellë në Tokë që nuk janë në gjendje të marrin energji nga dielli për fotosintezë.

Për shkak të masave të tyre jashtëzakonisht të vogla, heliumi dhe neoni janë në mënyrë unike të vlefshme për identifikimin dhe përcaktimin sasior të potencialit të transportit. Ndërsa poroziteti jashtëzakonisht i ulët i shkëmbinjve të bazamentit kristalor në të cilët gjenden këto ujëra do të thotë se vetë ujërat nëntokësore janë kryesisht të izoluara dhe rrallë përzihen, duke llogaritur moshën e tyre 1.2 miliardë vjeçare, difuzioni ende mund të ndodhë.

“Materialet e ngurta si plastika, çeliku inox dhe madje edhe shkëmbinjtë e ngurtë depërtohen përfundimisht nga përhapja e heliumit, njëlloj si deflacioni i një tullumbace të mbushur me helium”, thotë Warr. “Rezultatet tona tregojnë se difuzioni ka siguruar një mënyrë që 75 deri në 82 përqind e heliumit dhe neonit të prodhuar fillimisht nga reaksionet radiogjenike të transportohen përmes kores së sipërme.”

Studiuesit theksojnë se njohuritë e reja të studimit mbi sasinë e heliumit që shpërndahet nga thellësia e Tokës është një hap kritik përpara, pasi rezervat globale të heliumit mbarojnë dhe tranzicioni drejt burimeve më të qëndrueshme fiton tërheqje.

“Njerëzit nuk janë të vetmet forma të jetës që mbështeten në burimet energjetike të nëntokës së thellë të Tokës,” thotë Warr. “Meqenëse reaksionet radiogjenike prodhojnë helium dhe hidrogjen, ne jo vetëm që mund të mësojmë për rezervuarët dhe transportin e heliumit, por gjithashtu mund të llogarisim fluksin e energjisë së hidrogjenit nga thellësia e Tokës që mund të mbajë mikrobet nëntokësore në një shkallë globale.”

Warr vë në dukje se këto llogaritje janë jetike për të kuptuar se si mbahet jeta nëntokësore në Tokë dhe çfarë energjie mund të jetë e disponueshme nga fuqia e drejtuar nga radiogjeni në planetë dhe hëna të tjera në sistemin diellor dhe më gjerë, duke informuar misionet e ardhshme në Mars, Titan, Enceladus dhe më gjerë. Europa.

Bashkautorë shtesë të punimit përfshijnë C.J. Ballentine nga Universiteti i Oksfordit dhe studiues nga Universiteti Princeton dhe Instituti i Minierave dhe Teknologjisë në New Mexico.