ナラガンセット、RI – 26年2021月XNUMX日–ロードアイランド大学海洋学研究科の研究者チームとその共同研究者は、海底下の古代の堆積物に生息する豊富な微生物が、主に水分子。

チームは、これらの化学物質の生成が海底堆積物中のミネラルによって大幅に増幅されることを発見しました。 堆積物の生命は光合成の産物によって燃料を供給されるという従来の見方とは対照的に、水の照射によって燃料を供給される生態系は、外洋の多くの海底からわずか数メートル下で始まります。 この放射線を燃料とする世界は、地球の体積的に最大の生態系のXNUMXつです。

この研究は今日の雑誌に掲載されました ネイチャー·コミュニケーションズ.

「この作業は、地下の微生物群集が自らを維持するために使用できる資源の利用可能性に関する重要な新しい視点を提供します。 これは、地球上の生命を理解し、火星などの他の惑星の居住性を制限するための基本です」と、研究の筆頭著者であり、URIで博士課程の学生として研究を行ったイェーテボリ大学のポスドクであるジャスティンソバージュは述べています。 。

研究チームの発見を推進するプロセスは、水の放射線分解です。これは、自然に発生する放射線にさらされた結果として、水分子が水素と酸化剤に分解されることです。 海洋学のURI教授であり、研究の共著者であるスティーブン・ドントは、結果として生じる分子が堆積物に生息する微生物の主要な食物とエネルギー源になると述べた。

「海底堆積物は実際にこれらの使用可能な化学物質の生産を増幅します」と彼は言いました。 「純水と湿った堆積物で同じ量の照射を行うと、湿った堆積物からより多くの水素を得ることができます。 堆積物は水素の生産をはるかに効果的にします。」

プロセスが湿った堆積物で増幅される理由は不明ですが、D'Hondtは、堆積物中のミネラルが「半導体のように振る舞い、プロセスをより効率的にする」可能性があると推測しています。

発見は、ロードアイランド原子力科学センターで実施された一連の実験室実験から生じました。 統合国際深海掘削計画と米国の調査船によって収集された、太平洋と大西洋のさまざまな場所からの湿った堆積物のソバージュ照射バイアル。 彼女は水素の生成を、同様に照射された海水と蒸留水のバイアルと比較しました。 堆積物は結果を30倍も増幅しました。

「この研究は、地球規模の生物学的状況に統合された洗練された実験室実験のユニークな組み合わせです」と、共著者である海洋学のURI教授であるArthurSpivackは述べています。

調査結果の意味は重要です。

「水が自然に放射性に分裂することで、地下の海底堆積物やその他の地下環境での生活をサポートできれば、他の世界でも同じように生活をサポートできるかもしれません」とドントは述べています。 「同じ鉱物のいくつかが火星に存在します、そしてあなたがそれらの湿った触媒鉱物を持っている限り、あなたはこのプロセスを持っているでしょう。 湿った火星の地下で高率の放射線分解化学物質の生成を触媒することができれば、海洋堆積物で維持されるのと同じレベルで生命を維持できる可能性があります。」

Sauvage氏は、「パーサヴィアランスローバーが火星に着陸したばかりで、火星の岩石を収集し、居住可能な環境を特徴づけることを使命としていることを考えると、これは特に重要です」と付け加えました。

D'Hondtは、研究チームの調査結果は、核廃棄物の保管方法や原子力事故の管理方法など、原子力産業にも影響を与えると述べた。 「核廃棄物を堆積物や岩石に保管すると、純水よりも早く水素と酸化剤が生成される可能性があります。 その自然な触媒作用は、それらの貯蔵システムを一般的に実現されているよりも腐食性にするかもしれない」と彼は言った。

研究チームの次のステップは、海洋地殻、大陸地殻、地下火星など、地球上の他の環境での放射線分解による水素生成の影響を調査することです。 彼らはまた、一次エネルギー源が水の自然な放射線分解に由来する場合、地下の微生物群集がどのように生き、相互作用し、進化するかについての理解を深めようとします。

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この研究は、米国国立科学財団と米国航空宇宙局によってサポートされていました。 このプロジェクトは、ダークエネルギー生物圏調査センターとも提携しています。