Forskere oppdager metanproducerende mikrober i California-bergarter

Sjokkerte forskere oppdaget «zombiestjerne» (Juni 2019).

Anonim

Dypt i vents på havbunnen, inneholder metanproducerende mikrober kjemiske reaksjoner mellom vann og stein. Nå er bevis på denne prosessen funnet på land i en ferskvannsfjær i California.

Et team av forskere rapporterer i en ny studie at de har funnet bevis på hardy, metanproduserende mikrober i vann som flater fra dype undergrunnen på The Cedars, et sett med ferskvannsfrings i Sonoma County.

Det er første gang forskerne har bevist at slike metanproducerende mikrober, som trives i vanskelige omgivelser, lever hvor som helst utenfor dyphavet. Det nye funnet kunne gi ledetråder til hvor tidlig mikrober kunne ha bodd på jorden for milliarder av år siden, og om de kunne være tilstede på andre planeter som Mars, ifølge forskere i feltet.

Den nye studien viser også at de nylig oppdagede mikroberene sannsynligvis er i stand til å bruke karbondioksid til å produsere metan - et funn som kan ha konsekvenser for fremtidige karbonbestemmelsesprosjekter som foreslås i områder som ligner The Cedars, sa Lukas Kohl, biogeokemist ved Memorial University av Newfoundland i St. John's, Newfoundland og hovedforfatter av den nye studien som ble publisert i Journal of Geophysical Research - Biogeosciences, en journal for American Geophysical Union.

Hvis mikroberene omdanner karbondioksid injisert i bakken i metan - en kraftig drivhusgass - kunne den kompensere fordelen som ble oppnådd ved karbonfiksering, sa han.

"Da teknologien vår vokser, kan vi se litt utenfor boksen for å fange noen av disse gruppene (mikrober)", sier Matt Schrenk, mikrobiolog ved Michigan State University i East Lansing, Michigan, som ikke var involvert i studien. "Når vi begynner å se nærmere på noen av disse naturlige omgivelsene (dypt under jorden), vokser vårt syn på den mikrobielle verden og livet generelt."

Serpentinisering, en prosess der vann reagerer med stein for å lage en grønn stein som kalles serpentin, er vanlig på havbunnen. I prosessen blir biprodukter av reaksjonen, inkludert metan, hydrogen og varme, frigjort. Cedars-et lite, isolert sett med fjærer som strømmer ut av en stor flate av rød stein fra jordens mantel - er et av de få lett tilgjengelige områdene for serpentinisering på land.

Samfunn av mikrober har blitt påvist på mange serpentiniseringssteder over hele verden, inkludert i havventilasjoner og steder dypt under jorden. Disse sterke, høy-pH-miljøene har få organiske molekyler for organismer å mate på. Disse hardy mikrober bruker sannsynligvis biprodukter av serpentinisering som en energikilde, ifølge studiens forfattere. Inntil den nye studien var imidlertid de eneste stedene som var kjent for å være vert for mikrober som ga ut metan som avfallsprodukt dypt under vann, sa Schrenk.

Tidligere analyse av vann fra Cedars antydet at noen av metanene som finnes i fjærene, kunne ha kommet fra mikrober. For å bekrefte at mikroberene kunne produsere metan ved The Cedars, tok studiens forfattere vannprøver fra fjærene og eksponerte prøvene til forskjellige forhold i laboratoriet.

I en gruppe prøver døde de levende mikrober. I disse prøvene oppdaget de ikke noe ekstra metan som ble produsert.

Prøver med levende mikrober produserte imidlertid betydelige mengder metan. I noen tilfeller inneholdt levende mikrobe-hetteglassene 650 prosent mer metan enn hetteglass med døde mikrober. Forskerne var også i stand til å spore metan, og bestemme at det hadde blitt produsert av mikrober, snarere enn som et produkt av serpentinisering. Den nye studien, kombinert med tidligere data, antyder en betydelig del av metan i vann ved The Cedars som sannsynligvis kommer fra mikrober som bor der.

De nye funnene antyder også at mikrober kan konvertere karbondioksid til metan. Noen forskere har foreslått å injisere karbondioksid fra luften inn i bergarter som dem på The Cedars. Karbondioksidet samhandler med stein og vann for å danne et fast karbonat som kan sekvestrere karbon underjordisk på ubestemt tid og holde den ut av luften. Men hvis mikroberene konverterer injisert karbondioksid til metan og frigjør det i atmosfæren, ville det beseire formålet med sekwestrasjon, sa Schrenk. "Hvis noe av det (sekvestrerte) karbondioksidet blir omgjort til en enda sterkere drivhusgass, er vi virkelig i trøbbel, " sa han.

Den nye studien legger også lys på hvordan mikrober kunne ha brukt energi og kjemikalier fra serpentinisering for å overleve på tidlig jord da atmosfæren inneholdt mindre oksygen og færre organiske molekyler, sa William Brazelton, astrobiolog ved University of Utah i Salt Lake City som var ikke involvert i studien. Videre kunne metan de utgitt kunne ha påvirket miljøet og jordens evolusjon, la han til.

Oppdagelsen av metanproducerende mikrober hos The Cedars gir også håp til de som søker etter livet på Mars, sa Brazelton. Noen undersøkelser av den martianske atmosfæren har funnet metan, som ble antatt å være et produkt av serpentinisering. Denne studien viser at metan kan være et produkt av både serpentinisering og mikrober, sa Brazelton.

menu
menu