Įsivaizduokite laiko kapsulę, kuri daugiau nei du su puse milijardo metų gulėjo neatidaryta po žeme — tai nėra tik metafora, o realus 2013 metų atradimas: Timmins miesto apylinkėse Ontarijo provincijoje geologai aptiko vandenį, izoliuotą maždaug 2,64 milijardo metų ir užrakintą beveik trijų kilometrų gylyje. Šis požeminis lobis suteikia unikalią galimybę pažvelgti į senojo atmosferos ir biosferos cheminį atspaudą bei kelia naujus klausimus apie gyvybės ištakas Žemėje ir galimas panašias aplinkas kitur Saulės sistemoje.
Geologinis lobis Kanados dokembrijiniame štite
Vieta, kur rasta senovinė vandens plejė, priklauso Kanados dokembrijiniam štitui — seniausiam žemyninės plutos sluoksniui Šiaurės Amerikoje. Čia uolienų masyvai ilgus laiko tarpsnius išliko palyginti nepakitę dėl menkos erozijos ir silpnos tektoninės bei seisminės veiklos, todėl puikiai tinka ilgalaikiams geologiniams archyvams. Vanduo, užsitarnavęs izoliaciją milijardams metų, išsaugojo specifinę cheminę ir izotopinę „nuotrauką“, leidžiančią rekonstruoti senovės atmosferos ir uolienų sąlygas bei pokyčius prieš daugiau nei du milijardus metų.
Kaip nustatė amžių ir ką tai reiškia
Tyrėjai naudojo inertiškas dujas ir izotopų santykius — pavyzdžiui, ksenoną bei kitus šviesiuosius ir sunkiuosius izotopus — kad atsektų vandens kilmę ir trukmę požeminėje izoliacijoje. Tokie „įrašai“ leidžia sulyginti dujų ir izotopų sudėtį su žinomais atmosferos evoliucijos etapais ir nustatyti, ar vanduo buvo paveiktas šiuolaikinių hidrologinių srautų. Toronto universiteto profesorė Barbara Sherwood Lollar pabrėžė, kad rastasis vanduo yra ilgalaikėje izoliacijoje nuo dabartinio vandens ciklo, todėl mokslininkai jį laiko seniausiu kada nors nustatytu požeminiu vandeniu.
Gyvybės sąlygos ir Marso perspektyvos
Nors atradimo laikotarpis atspindi epochą, kai Žemėje dominavo mažai deguonies turinti aplinka ir dominuoja paprastos vienaląstės gyvybės formos, senoviniame vandenyje aptinkamos cheminės medžiagos galėjo suteikti energijos mikrobinėms ekosistemoms. Tai rodo, kad izoliuotos bendrijos galėjo egzistuoti tamsiose, paviršiaus nesiekiamose erdvėse milijonus metų. Tokie rezultatai sustiprina galimybę, kad panašios sąlygos gali egzistuoti ir kitų planetų požemiuose ar po ledo dangomis, pavyzdžiui, Marso gelmėse ar Jupiterio ir Saturno palydovų vidaus sluoksniuose.
Ar kas nors ragavo tą vandenį ir kodėl jis kartus?
Internetuose sklinda pasakojimai, esą tyrėjai ar pati Barbara Sherwood Lollar paragavo seniausio vandens — tai netiesa. Mokslininkė kategoriškai neigė tokius teiginius ir pabrėžė, kad niekada nebūtų patariusi to daryti. Požeminis vanduo dažnai būna labai druskingas ir chemiškai skiriasi nuo paviršinio ar gėlinio vandens; jame gali būti didelės metalų koncentracijos bei kitų junginių, dėl kurių skonis būna kartus ar nemalonus, o riboto saugumo vartojimas — pavojingas.
- Aukšta mineralinė druskingumas ir skonio intensyvumas.
- Galimos didelės metalų ar kitų teršalų koncentracijos.
- Norint išsaugoti unikalią cheminę informaciją, tyrėjai vengia bet kokių neapgalvotų tyrimų ar vartojimo.
Atrasta senovinė vandens telkinio masė yra tiek mokslinis lobis, tiek priminimas apie tai, kiek dar nežinome apie Žemės praeitį ir galimas gyvybės formas už mūsų planetos ribų. Tolimesni analizės darbai padės geriau suprasti ankstyvą atmosferą, geocheminę dinamiką ir astrobiologines perspektyvas.