Keski -Antarktikan kallioisen harjanteen maaperä ei ole koskaan sisältänyt mikro -organismeja.
Ensimmäistä kertaa tutkijat ovat huomanneet, että maan pinnan maaperässä ei näytä olevan elämää. Maaperä on peräisin kahdesta tuulenpinnasta, kallioisesta harjanteesta Antarktikan sisätiloissa, 300 mailin päässä etelänavasta, missä tuhannet jalat jäätä tunkeutuvat vuorille.
"Ihmiset ovat aina ajatelleet, että mikrobit olivat kestäviä ja voivat elää missä tahansa", sanoo Noah Firer, Colorado Boulderin yliopiston mikrobien ekologi Noah Firer, jonka tiimitutkimus maaperään. Loppujen lopuksi yksisoluisia organismeja on havaittu asuvan hydrotermisissä tuuletusaukkoissa, joiden lämpötilat ovat yli 200 astetta Fahrenheit, järvissä alle puolen mailin jään Antarktikassa ja jopa 120 000 jalkaa maan stratosfäärin yläpuolella. Mutta vuoden työn jälkeen Ferrer ja hänen tohtoriopiskelijansa Nicholas Dragon eivät ole vieläkään löytäneet merkkejä elämästä keräämässään Etelämantereen maaperässä.
Firer ja Dragone tutkivat maaperää 11 eri vuoristoalueelta, mikä edustaa laajaa olosuhteita. Alemmista ja vähemmän kylmistä vuoristoalueista tulevat bakteerit ja sienet sisältävät. Mutta joillakin kahden korkeimman, kuivimman ja kylmän vuoristoalueen vuorilla ei ole merkkejä elämästä.
"Emme voi sanoa, että he ovat steriilejä", Ferrer sanoi. Mikrobiologit ovat tottuneet löytämään miljoonia soluja teelusikallisesta maaperästä. Siksi hyvin pieni määrä (esim. 100 elinkelpoista solua) voi poistua havaitsemisesta. "Mutta niin pitkälle kuin tiedämme, ne eivät sisällä mikro -organismeja."
Onko jollain maaperällä todella puutteellista elämää vai löydetään myöhemmin, että JGR -biogeotieteessä äskettäin julkaistut uudet havainnot voisivat auttaa etsimään elämää Marsissa. Etelämantereen maaperä on pysyvästi jäädytetty, täynnä myrkyllisiä suoloja, eikä sillä ole ollut paljon nestemäistä vettä kahden miljoonan vuoden ajan - samanlainen kuin Marsin maaperä.
Ne kerättiin tammikuussa 2018 pidetyn National Science Foundation -rahoittaman retkikunnan aikana liikuntaradan vuoristojen syrjäisille alueille. Ne kulkevat mantereen sisätilojen läpi, erottaen itään korkean polaarisen tasangon lännessä olevasta matalaista jäästä. Tutkijat asettivat leirin Shackleton-jäätikön päälle, 60 mailin kuljetinhihnalle, joka virtaa kuilun alas vuorille. He käyttivät helikoptereita lentääkseen korkeisiin korkeuksiin ja keräämään näytteitä ylös ja alas jäätiköstä.
Lämpimissä, märissä vuorissa jäätikön juurella, vain muutama sata jalkaa merenpinnan yläpuolella, he huomasivat, että seesamin siementen pienempi eläimet asuivat maaperän: mikroskooppiset madot, kahdeksanjalkaiset tardigradit, rotiferit ja pienet madot. kutsutaan Springtaileiksi. Siiviset hyönteiset. Nämä paljaat hiekkarannat sisältävät vähemmän kuin tuhannesta bakteerien määrästä, joka löytyy hyvin hoidetussa nurmikossa, joka riittää tarjoamaan ruokaa pienille kasvissyöjille, jotka varjostavat pinnan alla.
Mutta nämä elämänmerkit katosivat vähitellen, kun joukkue vieraili korkeammilla vuorilla syvemmälle jäätikölle. Jäätikön yläosassa he vierailivat kahdessa vuoristossa - Mount Schroederissä ja Roberts -vuorella -, jotka ovat yli 7000 jalkaa korkeat.
Vierailut Schroeder Mountainiin olivat julmia, muistuttaa Byron Adams, Brigham Youngin yliopistossa, Utahissa, joka johti projektia. Tämän kesäpäivän lämpötila on lähellä 0 ° F. Unohjainen tuuli haihdutti hitaasti jäätä ja lunta, jättäen vuoret paljaiksi, ja jatkuva uhka puutarhalapioiden nostamiselle ja heittämiselle, jotka he olivat tuoneet kaivaa hiekan. Maa on peitetty punertavien vulkaanisten kivien peitoilla, jotka ovat heikentyneet satojen miljoonien vuosien ajan tuulen ja sateen kautta, jättäen ne pistämään ja kiillotettuihin.
Kun tutkijat nostivat kallion, he huomasivat, että sen pohja oli peitetty valkoisten suolojen kuorella - perkloraatin, kloraatin ja nitraatin toksisilla kiteillä. Perkloraatit ja kloraatit, rakettipolttoaineessa käytetyt syövyttävät reaktiiviset suolat ja teollisuuden valkaisuainetta löytyvät myös runsaasti Marsin pinnalla. Koska vettä ei pese pois, suola kertyy näihin kuiviin Etelämantereen vuorille.
"Se on kuin näytteenotto Marsilla", Adams sanoi. Kun kiinnität lapion sisään: "Tiedät, että olet ensimmäinen asia, joka häiritsee maaperää ikuisesti - ehkä miljoonia vuosia."
Tutkijat ehdottivat, että jopa niin korkeissa korkeuksissa ja ankarimmissa olosuhteissa he löytäisivät edelleen eläviä mikro -organismeja maaperästä. Mutta nämä odotukset alkoivat haalistua vuoden 2018 lopulla, kun Dragon käytti tekniikkaa, jota kutsutaan polymeraasiketjureaktioksi (PCR) mikrobi -DNA: n havaitsemiseksi likassa. Dragon testasi 204 näytettä jäätikön ylä- ja alapuolella olevista vuorista. Näytteet alemmista, jäähdyttimistä vuorista tuottivat suuria määriä DNA: ta; Mutta suurinta osaa korkeista korkeuksista, mukaan lukien suurin osa Mount Schroeder- ja Roberts -massifista, ei testattu tulosten suhteen, mikä osoittaa, että ne sisälsivät hyvin vähän mikro -organismeja tai kenties ei ollenkaan.
"Kun hän alkoi näyttää minulle joitain tuloksia, ajattelin:" Jotain on vialla ", Ferrell sanoi. Hän ajatteli, että näytteessä tai laboratoriolaitteissa on oltava jotain vikaa.
Sitten Dragon suoritti sarjan lisäkokeita elämän merkkejä. Hän käsitteli maaperää glukoosilla nähdäkseen, muuttivatko tietyt maaperän organismit hiilidioksidiksi. Hän yritti löytää ATP -nimisen kemikaalin, jota koko maapallo käyttää energian varastointia. Useiden kuukausien ajan hän viljeli maaperäpaloja erilaisissa ravintoaineseoksissa yrittäen vakuuttaa olemassa olevat mikro -organismit kasvamaan pesäkkeiksi.
"Nick heitti keittiön pesuallas näihin näytteisiin", Ferrell sanoi. Kaikista näistä testeistä huolimatta hän ei silti löytänyt mitään maaperästä. "Se on todella hämmästyttävää."
Kanadan Guelphin yliopiston ympäristömikrobiologi Jacqueline Gurdial kutsuu tuloksia ”houkuttelevaksi”, etenkin Dragonin pyrkimyksille selvittää, mitkä tekijät vaikuttavat mikro -organismien löytämisen todennäköisyyteen tietyssä paikassa. Hän havaitsi, että korkeat ja korkeat kloraattipitoisuudet olivat voimakkaimmat ennustajat elämän havaitsemisen epäonnistumisesta. "Tämä on erittäin mielenkiintoinen löytö", Goodyear sanoi. "Tämä kertoo meille paljon elämän rajoista maan päällä."
Hän ei ole täysin vakuuttunut siitä, että heidän maaperänsä on todella eloton, osittain hänen omien kokemustensa johdosta toisessa Antarktikan osassa.
Useita vuosia sitten hän opiskeli maaperää samankaltaisesta ympäristöstä Transantarctic -vuoristossa, paikassa 500 mailia luoteeseen Shackleton -jäätiköstä, nimeltään University Valley, jolla ei ehkä ole ollut merkittävää kosteutta tai sulan lämpötiloja 120 000 vuotta. Kun hän inkuboi sitä 20 kuukauden ajan 23 ° F: ssa, tyypillisessä kesälämpötilassa laaksossa, maaperä ei osoittanut elämän merkkejä. Mutta kun hän lämmitti maaperänäytteet muutama aste jäätymisen yläpuolella, jotkut osoittivat bakteerien kasvua.
Esimerkiksi tutkijat ovat huomanneet, että bakteerisolut pysyvät elossa myös tuhansien vuosien jälkeen jäätiköissä. Kun ne jäävät loukkuun, solun aineenvaihdunta voi hidastaa miljoona kertaa. He menevät tilaan, jossa he eivät enää kasva, vaan korjaavat vain DNA -vaurioita, jotka aiheuttavat kosmisen säteiden tunkeutuvat jäätä. Goodyear spekuloi, että nämä ”hitaat selviytyjät” voivat olla ne, jotka hän löysi College Valleystä - hän epäilee, että jos Dragone ja Fireer olisivat analysoineet 10 kertaa enemmän maaperää, he ovat saattaneet löytää ne Roberts Massifista tai Schroeder Mountainista.
Brent Christner, joka tutkii Etelämantereen mikrobia Floridan yliopistossa Gainesvillessä, uskoo, että nämä korkeat korkeat maaperät voisivat auttaa parantamaan elämän etsintää Marsilla.
Hän totesi, että vuonna 1976 laskeutuneet Viking 1 ja Viking 2 avaruusalukset suorittivat elämän havaitsemiskokeet, jotka perustuivat osittain matalalla maaperän tutkimuksiin lähellä Antarktikan rannikkoa, aluetta, nimeltään Dry Valley. Jotkut näistä maaperäistä märkät sulatemasta kesällä. Ne sisältävät paitsi mikro -organismeja, myös joissain paikoissa myös pieniä matoja ja muita eläimiä.
Sitä vastoin Robertsin ja Schroederin vuoren korkeampi, kuiva maaperä voi tarjota parempia testausalueita Marsin instrumenteille.
"Marsin pinta on erittäin huono", Christner sanoi. ”Maan maan päällä ei voi selviytyä pinnalla” - ainakin ylhäältä tuumaa tai kaksi. Kaikkien avaruusalukset, jotka menevät sinne elämän etsimiseen, on oltava valmis toimimaan joissakin maan ankarimmista paikoista.
Copyright © 1996–2015 National Geographic Society. Copyright © National Geographic Partners, LLC, 2015-2023. Kaikki oikeudet pidätetään.