Это новаторское исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, что микробы потребляют и, что особенно важно, помогают улавливать небольшое количество тонущего углерода в этой зоне. Это открытие имеет важное значение для понимания фундаментальных процессов на Земле и для выявления того, как природа потенциально может помочь смягчить изменение климата.
В зоне субдукции существует связь между поверхностью Земли и недрами. Две плиты сталкиваются, и более плотная плита тонет, перенося материал с поверхности внутрь Земли. Показ того, что микробы вблизи поверхности играют фундаментальную роль в том, как углерод и другие элементы запираются в земной коре, обеспечивает глубокое новое понимание земных процессов и помогает исследователям моделировать то, как недра Земли могут развиваться с течением времени.
Соавтор, профессор Крис Баллентин, глава отдела наук о Земле Оксфордского университета, сказал: «В этом исследовании мы показали, что в областях, которые имеют решающее значение для подавления химических на планету - в эти большие зоны субдукции - жизнь изолирует углерод. В геологических временных масштабах жизнь могла бы контролировать химические вещества на поверхности и хранить такие элементы, как углерод, в земной коре».
Это первое свидетельство того, что подземная жизнь играет роль в удалении углерода из зон субдукции. Хорошо известно, что микробы способны поглощать углерод, растворенный в воде, и превращать его в минерал в горных породах. Это исследование демонстрирует, что процесс происходит в больших масштабах в зоне субдукции. Это естественный процесс секвестрации CO2, который может контролировать доступность углерода на поверхности Земли.
Ведущий автор, доктор Питер Бэрри, проводивший исследование на факультете наук о Земле Оксфордского университета, сказал: «Мы обнаружили, что значительное количество углерода задерживается в невулканических областях, а не высвобождается. через вулканы или погружаясь в недра Земли.
'До этого момента ученые предполагали, что жизнь практически не играет никакой роли в переносе этого океанического углерода в мантию, но мы обнаружили, что жизнь и химические процессы работают вместе, чтобы быть привратниками доставки углерода в мантию.'
Во время 12-дневной экспедиции группа из 25 человек ученых разных специальностей собрала образцы воды из термальных источников по всей Коста-Рике. Ученые давно предсказали, что эти термальные воды выбрасывают древние молекулы углерода, субдуцированные миллионы лет назад. Сравнив относительное количество двух разных видов углерода, называемых изотопами, ученые показали, что предсказания были верны и что в земной коре над зоной субдукции происходили ранее неизвестные процессы, захватывающие большое количество углерода.
После своих анализов ученые подсчитали, что около 94 процентов этого углерода превращается в минералы кальцита и микробную биомассу.
Старший автор, Карен Ллойд, адъюнкт-профессор микробиологии в Университете Теннесси, Ноксвилл, сказала: «Эти микробы буквально секвестрируют углерод. Ученые активно работают над секвестрацией углерода для смягчения последствий изменения климата, а также над улавливанием и хранением углерода в качестве средства захоронения парниковых газов в течение длительного периода времени. Наше исследование является действительно хорошим примером того, как это происходит естественным образом, и ранее не признавалось. Это исследование показывает, что это происходит в больших масштабах резервуара».
Мартен де Мур, соавтор и профессор Обсерватории вулканологии и сейсмологии Национального университета Коста-Рики, сказал: «Удивительно, что крошечные микробы потенциально могут влиять на геологические процессы в таких же масштабах, как эти мощные и визуально впечатляющие вулканы, которые являются прямыми проводниками в недра Земли. Процессы, которые мы идентифицировали в этом исследовании, менее очевидны, но они важны, потому что они действуют на огромных пространственных площадях по сравнению с вулканами.'
Исследователи теперь планируют исследовать другие зоны субдукции, чтобы увидеть, широко ли распространена эта тенденция. Если эти биологические и геохимические процессы будут происходить по всему миру, они приведут к тому, что в глубокие слои мантии попадет на 19 процентов меньше углерода, чем предполагалось ранее..
Соавтор Донато Джованнелли, доцент Неаполитанского университета им. Федерико II и аффилированный научный сотрудник CNR-IRBIM и Университета Рутгерса, сказал: «Существует, вероятно, еще больше способов, которыми биология оказала огромное влияние на геологию»., просто мы их еще не обнаружили».
Доктор Питер Бэрри, ныне младший научный сотрудник Океанографического института Вудс-Хоул, добавил: «У нас есть люди из трех разных областей, работающих вместе, и только при таком междисциплинарном подходе можно добиться таких прорывов. В дальнейшем это изменит взгляд людей на эти системы. Для меня это захватывающе.'