Po několika menších zemětřeseních, která v roce 2021 otřásla sopečným polem Yellowstone, byly zaznamenány překvapivé ekologické změny v podzemních mikrobiálních společenstvích. Tuto objevitelnost dokumentoval profesor Eric Boyd z katedry mikrobiologie a biologie buněk na Montanské státní univerzitě a jeho kolegové, kteří své nálezy zveřejnili v časopise PNAS Nexus.
Mikrobiální společenstva a jejich energetický zdroj
Podzemní mikrobiální společenstva jsou poháněna chemickou energií pocházející z interakcí mezi skalami a vodou pod povrchem, kam sluneční světlo nikdy nedosáhne. Místo spoléhání se na fotosyntézu tyto živé organizmy závisí na chemických reakcích, které nastávají, když voda protéká rozpraskanými skalami. Tato chemie poskytuje energii, která podporuje různé formy podzemního života.
Vliv zemětřesení na chemické a biologické procesy
Zemětřesení mohou odhalit nové skály, uvolnit uvězněné tekutiny a změnit toky vody. To vytváří nové chemické reakce a mění „menu“ chemických látek pro podzemní mikroby. Každý z těchto efektů může vést k novým chemickým reakcím, které následně ovlivňují typy energií dostupných mikrobiálním komunitám.
Autoři výzkumu shromáždili pět vzorků tekutiny z vrtu do hloubky téměř 100 metrů na západním břehu jezera Yellowstone před čtyřmi lety, což jim poskytlo vzácný pohled na to, jak se podmínky měnily jak okamžitě, tak i v měsících poté.
Analýza vzorků a jejich výsledky
Analýza vzorků shromážděných na místě ukázala významný nárůst koncentrací vodíku, sulfidů (chemické sloučeniny obsahující síru v jejím nejnižším oxidačním stavu) a rozpuštěného organického uhlíku po zemětřeseních. Tyto sloučeniny představují důležité zdroje energie pro mnoho organismů pod povrchem.
Změny v geochemickém složení vody byly doprovázeny zvýšením koncentrace planktonních buněk. Dále mikrobiální populace s časem měnily, na rozdíl od relativně stabilních podzemních společností známých jako osídlující akvifery uložené v mateřské skále.
Dopady na mikrobiální ekosystémy
Tento soubor chemických a biologických změn naznačuje, že následky zemětřesení dočasně zvýšily dostupné zdroje pro podzemní mikrobiální život. Podle autorů studie může kinetická energie způsobená zemětřeseními měnit geochemické a mikrobiální složení akviferních tekutin. Obecné mechaniky zapojené do vrtu Yellowstone mohou mít místo v různých podzemních ekologických systémech s aktivní seismickou činností.
Mnohé oblasti po celém světě zažívají pravidelnou seismickou aktivitu, která může podobně přetvořit podzemní energetické dodávky. Pokud je tento mechanismus rozšířený, mohl by objasnit, jak mikrobiální život existuje v hlubokých a izolovaných prostředích. Navíc, nálezy výzkumu v Yellowstone mohou mít důsledky pro schopnost mikrobiální obydlenosti na skalnatých planetách, jako je Mars.
