Gyvybė ten, kur jos neturėtų būti - įspūdinga Danakilo įgriuva, kur gyvybės randama rūgštyje ()
Pačiame Afrikos „rage“ esanti Danakilo įgriuva (angl. Danakil Depression) yra viena atokiausių, nesvetingiausių ir mažiausiai ištyrinėtų vietovių pasaulyje. Ji yra 100 metrų žemiau jūros lygio, susidariusi vulkaninėje vietovėje šiaurės vakarinėje Etiopijos dalyje, netoli sienos su Eritrėja. Ji yra rytų Afrikos tarpeklių sistemos dalis, kurioje susitinka trijų žemynų tektoninės plokštės.
Prisijunk prie technologijos.lt komandos!
Laisvas grafikas, uždarbis, daug įdomių veiklų. Patirtis nebūtina, reikia tik entuziazmo.
Sudomino? Užpildyk šią anketą!
Ši vietovė yra karščiausia pasaulyje – ir viena sausiausių. Temperatūra čia reguliariai pasiekia 45 laipsnius pagal Celsijų. Čia retai lyja, o po pluta teka skysta magma. Vietovėje yra du aktyvus ugnikalniai. Erta Ale yra vos vienas iš kelių pasaulio aktyvių ugnikalnių, savo viršūnėje turintis burbuliuojantį lavos ežerą. Čia taip pat rasite rūgščių tvenkinius, geizerius bei gilų kraterį, pavadinimu Dallol.
Vietovę puošiančios ryškios spalvos yra lietaus ir jūros vanduo, įkaitintas magmos. Jūros vandenyje esančios druskos reaguoja su vulkaniniais mineralais, esančiais magmoje, tokiu būdu sukurdamos įspūdingas spalvas. Karščiausiuose ir rūgštingiausiuose tvenkiniuose siera reaguoja su druska bei suformuoja geltonus „kaminus“. Vėsesniuose tvenkiniuose vario druskos suformuoja ryškią turkio spalvą.
Karštas ir sausas klimatas reiškia, kad čia išgyventi gali tik retas gyvūnas ar augalas. Pati vietovė nėra apgyvendinta, tačiau netoliese esančiame pusiau laikiname Hamadelos kaime gyvena klajokliai.
Trumpai tariant, Danakilo įgriuva atrodo tarsi kita planeta – ir yra itin unikali vieta Žemėje. Ji panaši į aktyvias hidrotermines vietoves – tokias, kaip Jeloustounas JAV, tačiau yra žymiai karštesnė, o vandenys turi žymiai daugiau rūgščių. Tiesą sakant, Danakilo vandenys turi vidutinį 0,2 pH, o tokio lygio pH nėra aptinkamas jokioje natūralioje aplinkoje.
Be to, apie Danakilo vietovę žinome žymiai mažiau, nei apie Jeloustouną. Tiesa, 2013 metais vietovę ėmė tyrinėti mokslininkai. Jie yra iš konsorciumo „Europlanet“, kurį sudaro tyrimus atliekančios institucijos ir kompanijos, tyrinėjančio vietoves, panašias į Marsą.
Ekstremalios darbo sąlygos
Pats darbas yra nepaprastai sunkus. Pirmiausiai, pati vietovė yra itin atoki ir sunkiai pasiekiama. Be to, Etiopijos ir Eritrėjos pasienis yra politiškai nestabilus regionas. Štai 2012 metais lankytojai iš Europos buvo pagrobti ir nužudyti. Kaskart mokslininkams keliaujant į Danakil regioną, juos lydi kareiviai.
Barbara Cavalazzi iš Bolonijos universiteto yra minėtos mokslininkų komandos narė ir dalyvauja ekspedicijose į šią vietovę nuo 2013 metų. Ji sako, kad aplinka yra tiesiog ekstremali – vidudienį temperatūra šioje vietovėje vidutiniškai siekia net 48 laipsnius pagal Celsijų. Kartą jį buvo užfiksavusi net 55 laipsnių pagal Celsijų temperatūrą!
Dallolo krateryje geoterminis aktyvumas šią temperatūrą pakelia dar labiau, tad druskingas vanduo ties paviršiumi įkaista net iki 100 laipsnių pagal Celsijų. Negana to, mokslininkai turi kęsti toksiškas vandenilio sulfido dujas. Ką jau kalbėti apie garuojantį chloriną, kuris degina kvėpavimo takus. Tad visi ten dirbantys mokslininkai privalo dėvėti dujokaukes.
B.Cavalazzi pasakoja, kad vaikštant geoterminėje vietoje, reikia būti itin atsargiam – mat druskos pluta yra trapi. O jei žmogus vis dėlto įkristų į karštą ir rūgštingą vandenį – būtų daug problemų, nes artimiausia ligoninė yra už daugybės valandų kelio automobiliu. Keliaudama į vietovę, ji vietoje gido pasiima vietinį klajoklį, kuris tiksliai žino kur eiti ir kur dėti koją.
Pirmosios 2013 metais vykusios ekspedicijos buvo skirtos tam, kad išsiaiškintų, kaip dirbti Danakile. Tyrinėtoja pasakoja, kad negalima paprasčiausiai atsivežti šaldytuvo paimtiems mėginiams laikyti – todėl viską reikia kruopščiai apgalvoti ir suplanuoti savo tolimesnius veiksmus.
Tik 2016 metų pavasarį mokslininkai pradėjo rinkti pirmuosius pavyzdžius iš karštų tvekinių ir šaltinių – tikėdamiesi, kad juose yra gyvybės. Jie taip pat išmatavo vandens temperatūros ir pH lygius. 2017 metų sausį jie sugrįžo paimti daugiau mėginių.
2017 metų kovą B.Cavalazzi laboratorija ir jos kolegos Danakile aptiko gyvybę – kai sugebėjo atskirti bakterijas ir išgauti jų DNR. Mokslininkai išsiaiškino, kad bakterijos yra „poliekstremofilai“ – o tai reiškia, kad jos gali prisitaikyti prie ekstremalaus rūgštingumo sąlygų ir didžiulių temperatūrų. Tai yra pirmieji įrodymai ir patvirtinimai apie gyvybę Danakilo rūgštinguose tvekiniuose.
Ten, kur vėsiau
Atlikus tyrimą, mokslininkai nustatė dvi skirtingų formų bakterijas, dviejose skirtingose vietovėse: druskinguose šaltiniuose ir tvenkiniuose Dallolo krateryje, kurie išsiskiria savo ryškiomis spalvomis – bei mažame ežere už Dallol kraterio ribų.
Šis ežeras nėra toks karštas, kaip druskų šaltiniai, ir pasiekia viso labo 50-55 laipsnių pagal Celsijų temperatūrą. Be to, pats vanduo yra kitoks – druskingas, tačiau ne toks rūgštus, jo pH siekia tik apie 2. Vanduo yra kupinas anglies dioksido, kurį išskiria ugnikalnis.
B.Cavalazzi pasakoja, kad pats ežeras turi kelis pavadinimus. Vietiniai jį vadina „Gaet‘Ale“ arba „Arrath“ – o kai kurie „tepaluotu vandeniu“ ar „geltonuoju vandeniu“. Dar kiti žmonės jį pavadino „ežeru žudiku“ – kadangi aplink jį guli daug nugaišusių paukščių ir vabzdžių. Visi jie greičiausiai atskrido atsigerti vandens iš ežero, tačiau juos galiausiai pribaigė stiprios anglies dioksido emisijos.
Kadangi anglies dioksidas sunkesnis už įprastą orą, jis nusėda ant žemės, todėl kai maži padarai kvėpuoja virš ežero esančiu oru ir paprasčiausiai uždūsta. Žmonėms, kurie yra aukštesni, tai pavojaus nekelia. Tačiau bet koks organizmas, priartėjęs prie ežero 30 centimetrų ar mažesniu atstumu, įkvepia pernelyg didelį anglies dioksido kiekį ir miršta.
Rekordas
Vienas mokslininkų atradimas gali virsti rekordu. Mat viename tvenkinyje mokslininkai atrado gyvybę, nors tvenkinio pH siekė 0. Tai yra rūgštingiausia vieta, kurioje yra pavykę rasti gyvybę. Ankstesnis rekordas buvo užfiksuotas Rio Tinto upėje Ispanijoje, kurios pH siekia 2.
Vanduo tampa rūgštingu, kai jame yra daug teigiamą krūvį turinčių vandenilio atomų. Dauguma gyvų organizmą negali išgyventi ekstremalaus rūgštingumo sąlygomis, kadangi įkrauti vandenilio atomai reaguoja su fermentais, kurie reguliuoja visas svarbiausias ląstelėse vykstančias chemines reakcijas.
Aukšta temperatūra taip pat gali pažeisti fermentus ir išskaidyti chemines jungtis, kurios išlaiko DNR membranas vientisas. Tuo tarpu aukštas druskingumo lygis išsiurbia vandenį iš ląstelių, dėl ko jos susitraukia.
Jeloustoune ir kitose hidroterminėse aplinkose atrasti mikrobai evoliucionavo taip, kad išgyventų. Jie įgijo baltymų ir fermentų, kurie yra chemiškai stabilesni esant aukštai temperatūrai. Tai galima pasiekti turint daugiau jungčių tarp amino rūgščių, kurios yra statomoji fermentų medžiaga.
Gali būti, kad Danakilo karštuose šaltiniuose esančios bakterijos evoliucionavo ir įgijo panašių savybių. Bet kokiu atveju, mokslininkų atradimai gali padėti suprasti, kaip kitose planetose galėjo atsirasti gyvybė.
B. Cavalazzi pasakoja, kad Marse esančios mineralų ir sulfatų sankaupos yra panašios į Danakilo vietovėje esančias šių medžiagų sankaupas. Be to, egzistuoja ir nuolatinis druskingumas. Tad ištyrę ekstremaliausias Žemėje esančias aplinkas, kuriose išgyvena gyvybė, galime išsiaiškinti, kurie kitų planetų regionai gali būti apgyvendinti.
Mokslininkė mano, kad žmonės dar nežino gyvybės galimybių išgyventi ekstremaliausiomis sąlygomis. Ji atkreipia dėmesį į universalumą ir mikroorganizmų įvairovę mūsų planetoje: čia jie sugeba kolonizuoti kone bet kokią aplinką. Gali būti, kad Žemėje yra ekstremalių ekosistemų, kurių žmonės dar nėra atradę.
