Международная группа исследователей обнаружила грунтовые воды возрастом 1,2 миллиарда лет в глубине золото-урановой шахты в Моаб-Хотсонг, Южная Африка, что проливает больше света на то, как жизнь поддерживается под поверхностью Земли и как она может процветать на других планетах. Результаты исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.
“Впервые мы получили представление о том, как энергия, хранящаяся глубоко в недрах Земли, со временем высвобождается и распространяется по земной коре. Подумайте об этом как о ящике Пандоры с энергией, вырабатывающей гелий и водород, который мы можем научиться использовать в интересах биосферы в глобальном масштабе”. – рассказывает Оливер Уорр, научный сотрудник факультета наук о Земле Университета Торонто и ведущий автор исследования.
Известно, что уран и другие радиоактивные элементы встречаются естественным образом в окружающей вмещающей породе, которая содержит залежи минералов и руд. Эти элементы дают новую информацию о роли подземных вод как генератора энергии для хемолитотрофных (или питающихся камнями) сосуществующих групп микроорганизмов, ранее обнаруженных глубоко в недрах Земли. Когда такие элементы, как уран, торий и калий, распадаются в недрах, возникающие альфа-, бета- и гамма-лучи вызывают волновые эффекты, вызывая так называемые радиогенные реакции в окружающих породах и жидкостях.
В Моаб-Хотсонге исследователи обнаружили большое количество радиогенного гелия, неона, аргона и ксенона, а также беспрецедентное открытие изотопа криптона – невиданного ранее индикатора этой мощной реакции. Радиация также расщепляет молекулы воды в процессе, называемом радиолизом, создавая большие концентрации водорода, который является важным источником энергии для сообществ подземных микроорганизмов глубоко под Землей, не имеющих доступа к солнечной энергии для фотосинтеза.
Из-за своей чрезвычайно низкой массы гелий и неон представляют уникальную ценность для определения и количественной оценки транспортного потенциала. Хотя чрезвычайно низкая пористость кристаллических пород фундамента, в которых находятся эти воды, означает, что сами подземные воды в значительной степени изолированы и редко смешиваются, а их возраст составляет 1,2 миллиарда лет, диффузия все же может иметь место.
“Твердые материалы, такие как пластмассы, нержавеющая сталь и даже твердые породы, в конечном итоге диффундируют через рассеивающийся гелий, подобно тому, как сдувается наполненный гелием воздушный шар. Наши результаты показывают, что диффузия перенесла 75-82 процента гелия и неона, первоначально образовавшихся в результате радиогенных реакций, через вышележащую кору”. – отмечают ученые.
Исследователи подчеркивают, что новое понимание того, сколько гелия диффундирует из глубин Земли, является важным шагом вперед, поскольку мировые запасы гелия иссякают, а переход к более устойчивым ресурсам набирает обороты.
