Wat als licht niet noodzakelijk is voor het leven zon? Een team van Chinese wetenschappers heeft onlangs een ondergronds mechanisme ontdekt dat micro-organismen kan voeden zonder zonlicht.
Wanneer aardbevingen kwarts breken en energie vrijgeven die micro-organismen kan voeden
Onder onze voeten verbergt de aarde chemische reactoren die we nog maar net beginnen te begrijpen. Onderzoek van het Instituut voor Geochemie in Guangzhou toont aan dat sommige aardbevingen de energie kunnen leveren die nodig is voor het voortbestaan van microben die op grote diepte leven. Met andere woorden, het gesteente werkt als een levende batterij die regelmatig wordt opgeladen door ondergrondse schokken.
Om dit fenomeen aan te tonen, hebben onderzoekers in het laboratorium de vernietiging van kwarts, een veel voorkomend mineraal, nagebootst. Zo hebben ze twee soorten vernietiging gemodelleerd:
- Scheuren door rek, waarbij het gesteente plotseling opengaat als een wond.
- Scheuren door verschuiving, waarbij het gesteente langzaam wordt verbrokkeld onder invloed van tektonische krachten.
In beide gevallen vindt er in het waterdat opgesloten zit in het gesteente onder invloed van druk een vernietigingsproces plaats. Moleculen vallen uiteen in onstabiele vrije radicalen, die snel recombineren tot waterstof (H₂) en waterstofperoxide (H₂O₂). Deze twee hoogenergetische verbindingen vormen een energiebron voor micro-organismen.
Hoe chemische onbalans en ijzer een natuurlijk energienetwerk creëren in breuken
Deze energierijke moleculen blijven niet inactief. Integendeel, ze creëren een chemische onbalans tussen oxiderende en reducerende zones, vergelijkbaar met de polen van een elektrische batterij. Daarom gebruiken de microben die in deze breuken leven deze oxidatie-reductiegradiënt als een stabiele energiebron.
Bovendien tonen metingen aan dat de geproduceerde waterstof tot 100.000 keer meer kan zijn dan de waterstof die wordt verkregen door andere bekende processen, zoals serpentinisatie of radiolyse. Zo activeert elke aardbeving een biochemische micro-elektriciteitscentrale die eeuwenlang en zelfs millennia lang leven kan ondersteunen.
IJzer speelt hier een cruciale rol. Het gaat over van ferrous (Fe²⁺) naar ferrious (Fe³⁺), waardoor elektronen kunnen worden overgedragen, een essentieel element in elke energetische reactie. Bovendien beïnvloedt deze cyclus ook het gedrag van belangrijke elementen zoals koolstof, stikstof en zwavel.
Samen vormen ze een elektrisch netwerk van natuurlijke oorsprong, dat uitsluitend wordt ondersteund door de interne dynamiek van de aardkorst.
Waarom deze ontdekking ons beeld van het ontstaan van het leven verandert en een nieuwe impuls geeft aan het onderzoek naar buitenaards leven
Tot voor kort dachten wetenschappers dat het leven in de aardkorst bijna uitsluitend afhankelijk was van waterstof, dat ontstaat door minerale of radioactieve reacties.
Nu weten ze dat tektoniek op zichzelf genoeg energie kan genereren om het leven in stand te houden.
Deze ondergrondse micro-ecosystemen kunnen dus de eerste niches zijn waar leven op aarde is ontstaan, lang voordat de zon en zuurstof verschenen. Bovendien biedt deze ontdekking fascinerende perspectieven voor onderzoek naar buitenaards leven. Inderdaad:
- Op Mars kunnen scheuren in oude rivierbeddingen hetzelfde soort energie vrijmaken.
- Onder het ijs van Europa, een maan van Jupiter, kan een vloeibare oceaan bestaan die wordt bevolkt door microben die zich uitsluitend voeden met geologische energie.
Het leven is dus niet noodzakelijk afhankelijk van licht. Het kan steunen op de ruwe mechanica van planeten: schokken, scheuren, mineralen en diepe chemie.
Gepubliceerd in Science Advances, bewijst dit onderzoek dat onze planeet nog steeds onvermoede energiebronnen verbergt. Het herinnert ons er ook aan dat het leven zich kan aanpassen aan de meest ongunstige omstandigheden. En uiteindelijk is dat misschien wel de belangrijkste les: wat wij als ongeschikt voor leven beschouwen, hoeft dat niet voor iedereen te zijn.
