Команда учёных во главе с Барбарой Шервуд Лоллар (Barbara Sherwood Lollar) из университета Торонто обнаружила запасы богатой водородом древнейшей воды, скрытой под поверхностью Земли в каменных трещинах в Канаде, Южной Африке и Скандинавии.

Породы докембрийского щита (древнейшие на нашей планете) хранят в себе свидетельства химии древней воды, подобную той, что находится в глубоководных морских впадинах. Возраст этих пород от 550 миллионов до 4,6 миллиардов лет. Причём жидкости в них по объёму около 11 миллионов кубических километров, что больше, чем во всех мировых реках, болотах и озёрах, вместе взятых. Предполагается, что такая вода может поддерживать жизнь микроорганизмов, существующих в изоляции от поверхности.

Ранее считалось, что

подземные микробные экосистемы держатся на энергии, которая доходит в глубины от поверхности Земли.

То есть, подразумевается, что такие экосистемы в конечном счёте также зависят от солнечных лучей и фотосинтеза. Исследование, проведённое канадскими учёными, базируется на данных сейсморазведки 200 скважин из 32 различных мест. Специалисты объяснили, как две химические реакции в совокупности производят значительное количество водорода (гораздо большее, чем считалось ранее).

Рис. 1. Потоки древнейшей воды в южноафриканской шахте (фото g. Borgonie, 2014)

Один из процессов, известный как радиолитическое разложение воды, заключается в том, что вода распадается на водород под воздействием излучения.

Другая химическая реакция — серпентинизация, реакция изменений минералов, которая часто встречается в настолько древних породах.

Полученная информация удваивает показатели общемирового производства водорода, так как раньше данные были основаны лишь на H2, выходящем со дна океана.

«Эта информация изменяют наши представления об общем объёме земной коры, которая может оказаться обитаемой, – комментирует Шервуд Лоллар. – До сих пор ни одна из мировых оценок производства водорода не включала вклад древних континентов. Однако докембрийские породы составляют более 70% поверхности земной коры».

Данное исследование имеет важные последствия для поиска микробной жизни, содержащейся глубоко под земными породами.

Рис. 2. Оборудование для взятия проб и измерения скорости потока (фото B. Sherwood Lollar).

То, что водорода больше, означает, что и

биомасса Земли, заключённая в недрах, гораздо больше (многие глубинные экосистемы содержат хемолитотрофные организмы, питающиеся каменными породами и потребляющие водород).

В глубинных шахтах Южной Африки, в морях и гидротермальных источниках, вырывающихся из трещин земной поверхности, богатые водородом жидкости «подкармливают» сложные микробные сообщества, которые подпитываются химическими веществами, растворёнными в жидкостях. В этой научной работе исследователи определили глобальную сеть локаций с богатой водородом водой: в ближайшие годы они планируют определить, какие микроорганизмы населяют эти места.

Рис. 3. Исследователь из университета Торонто под Землей.

У исследования есть также потенциал для астробиологии, ведь Марс, как и докембрийская кора, состоит из древнейших пород, которым миллиарды лет. Если древние породы Земли производят такое количество водорода, вполне возможно, что аналогичные процессы происходят и на Красной планете.

Научная статья Лоллар и коллег была опубликована в издании Nature.