Studie: mikrobiální život v hloubce 2,3 km ožívá díky pohybům hor

Hluboko pod povrchem Země, kilometry pod vrstvami hornin, kde by mnozí čekali pouze mrtvý kámen a stopy dávné minulosti, přežívá a opakovaně se probouzí k životu mikrobiální svět. Vyplývá to z nové studie, kterou zveřejnil odborný časopis Communications Earth & Environment a která přináší nový pohled na to, jak dlouho a za jakých podmínek dokáže podzemní život vydržet.

Vědci se zaměřili na horninové prostředí ve středním Švédsku, kde z vrtu hlubokého 2,3 kilometru odebrali vzorky minerálů, kapalin a plynů. Právě tyto materiály uchovávají chemické otisky procesů, které se odehrávaly v hlubinách po stovky milionů let. Podrobná analýza ukázala, že mikrobiální společenstva v této hloubce nezanikla po jediné epizodě, ale opakovaně se obnovovala a rozvíjela v závislosti na tom, co se dělo v zemské kůře nad nimi i kolem nich.

Klíčovým zjištěním je propojení mezi biologickou aktivitou a velkými geologickými událostmi, především budováním horských pásem a jejich následnou erozí. Podle autorů studie docházelo v určitých obdobích k výrazným, epizodickým nárůstům mikrobiálního života, který produkoval metan, a tyto nárůsty korespondovaly s obdobími intenzivních tektonických pohybů. Když se hory zvedaly nebo naopak postupně erodovaly, měnily se podmínky v podzemí — tlak, teplota, dostupnost vody a chemických látek potřebných pro metabolismus mikroorganismů. Tyto změny podle všeho fungovaly jako spouštěč, který umožnil podzemnímu životu znovu ožít poté, co předchozí populace ustoupily do útlumu nebo téměř vymizely.

Metan produkovaný mikroorganismy slouží jako důležitý ukazatel biologické aktivity, protože jeho vznik je úzce spojen s metabolismem specifických skupin mikrobů, takzvaných metanogenů. Tyto organismy dokážou přežívat v extrémních podmínkách bez přístupu ke slunečnímu záření, kyslíku nebo organické hmotě z povrchu, a spoléhají se místo toho na chemické reakce probíhající přímo v horninách. Analýza izotopového složení metanu a doprovodných plynů umožnila vědcům rekonstruovat, kdy přesně k jednotlivým vlnám mikrobiální aktivity docházelo a jak dlouho trvaly.

Výsledky naznačují, že podzemní biosféra není statickým, jednou provždy daným systémem, ale dynamickým prostředím, které reaguje na geologické změny probíhající v mnohem větších časových měřítcích, než jaká obvykle spojujeme s životem na povrchu. Zatímco povrchové ekosystémy se mění v řádu let či desetiletí, mikrobiální společenstva hluboko v zemské kůře se přizpůsobují cyklům trvajícím stovky milionů let, tedy podobným časovým úsekům, jaké zabírá vznik a zánik celých horských pásem.

Toto zjištění má význam nejen pro pochopení historie života na Zemi, ale i pro širší otázky týkající se obyvatelnosti planet obecně. Pokud dokáže mikrobiální život přežívat a opakovaně se obnovovat v hlubinách zemské kůry po tak dlouhou dobu a za tak proměnlivých podmínek, otevírá to úvahy o tom, zda podobné mechanismy nemohly umožnit existenci života i v podpovrchových vrstvách jiných těles ve sluneční soustavě, kde povrchové podmínky jsou pro život nehostinné, ale hlubší vrstvy by mohly nabízet stabilnější a chráněné prostředí.

Studie rovněž potvrzuje, že vrty do velkých hloubek představují cennou metodu pro zkoumání geologické a biologické historie planety. Vzorky odebrané ze švédského vrtu umožnily propojit chemické stopy s konkrétními obdobími tektonické aktivity a poskytly tak vzácný pohled do procesů, které jinak zůstávají zcela skryté lidskému oku. Vědci předpokládají, že podobný přístup by mohl být aplikován i v jiných geologicky aktivních oblastech světa, což by pomohlo lépe pochopit, jak rozšířený a odolný je hluboký podzemní život skutečně na globální úrovni.