Смацк усред Атлантског океана, на подводној планини која се уздиже на више од 10.000 стопа изнад морског дна, седи у Изгубљеном граду. Стотине белих шиљака стрка у мрачни океан, који простире подручје градског блока и висок је између 30 и 200 стопа. Вруће алкалне течности испуњене гасом водоника извиру из врхова ових природних кула у воде непосредно источно од Средњег Атлантског гребена.
Оно што изгледа као давно напуштена метропола у ствари је микроскопска. Трилијуни микробиома становника изгубљеног града, који су седели на врху Атлантског масива, постали су фасцинација за научнике. Ти микроби, који успевају у хидротермалном вентилационом пољу дубоко у Атлантику, држе тајну опстанка живота у таквим непријатељским окружењима - и чак могу да дају трагове о пореклу живота на Земљи.
Сутра, 8. септембра, група од 22 истраживача, микробиолога, геолога и оцеанографа, први пут ће после година отпутовати у Изгубљени град. Ова група научника жели да сазна како микроби Изгубљеног града зарађују за живот, шта једу и дишу и како преживе у екстремним температурама и притисцима дубоког океана.
„Желимо знати како живе тамо“, каже ко-вођа тима Виллиам Бразелтон, микробиолог са Универзитета у Јути.
Откривен 2000. године, Изгубљени град је једно од свега неколико познатих места на свету. За разлику од чешћих типова хидротермалних отвора, као што су црни пушачи и метан, Изгубљени град није подстакнут вулканском активношћу. Уместо тога, отвори се стварају када морска вода наиђе на стијену из земаљског плашта, стварајући гас и енергију у процесу познатом као серпентинизација. Вода богата калцијумом из ових отвора затим реагира с угљеником у морској води и формира иконичне карбонатне димњаке Лост Цитиа.
Карбонатни димњаци Лост Цити-а снимљени су током експедиције 2005. на хидротермални вентилациони систем. (Д. Келлеи / М. Еленд / УВ / УРИ-ИАО / НОАА / Научни тим за изгубљени град) Испирање водоника из димњака пружа обиман извор енергије за микробе који живе у Лост Цити-у. "То је најближа ствар бесплатном ручку који универзум пружа", каже Бразелтон. Из димњака се ослобађа и метан, органски молекул који је богат извор енергије за многе врсте живота.
Иако енергије има у изобиљу, још увек није јасно где микроби у том дубокоморском екосистему добијају угљен или храњиве материје. Према ко-вођи тима Сусан Ланг, геохемичарки са Универзитета у Јужној Каролини, решавање ове мистерије једна је од главних мисија експедиције.
„Једно од питања које покушавамо да задржимо је, чему се ти микроби биче?“ Каже она. „Живот се увек нешто тражи.“
Током тронедељне експедиције, научници на истраживачком броду америчке морнарице (Р / В) Атлантис послаће возило с даљинским управљањем (РОВ), именом Јасон, низ 2600 метара у Лост Цити да прикупи узорке. „Јасон изгледа као СУВ са великим репом који се излази иза леђа“, каже Бетх Орцутт, микробиологиња из Бигелов Лабораторија за науке о оцеану, која је укључена у експедицију, али не иде сама. "Научници користе Јасона као очи и руке на морском дну."
Јасон ће сакупљати седимент са морског дна и вадити мале узорке димњака из Лост Цитиа, али углавном, Јасон ће сакупљати воду. Научници експедиције планирају да сакупе воду која излази из димњака како би ухватили микробе који живе дубоко у Атлантском масиву. Истраживачи претпостављају да микроби у планини уносе угљен и храњиве материје у екосистеме, што омогућава живот микроба на површини димњака.
"То би показало да је земља веома повезан систем", каже Ланг. „Чак и заиста чудни организми који живе у подморју омогућавају живот на површини.“
ЈОВ Јасон, који ће истражити Изгубљени град и узети узорке овог месеца. (Том Клеиндинст / Оцеанографска установа Воодс Холе) Утврђивање како микроби опстају у планини, у којима гостољубиви услови окружују процес серпентинизације, такође би могло дати увид у могући живот на другим планетима. Будући да су састојци релативно једноставни (стена и морска вода), а окружење без кисеоника, микроби унутар Атлантиде могли би бити прозор ванземаљских животних форми.
"Ово је пример типа екосистема који би могао да буде активан у Енцеладусу или Европи одмах ове секунде", рекао је Бразелтон, поменувши водене месеце Сатурна и Јупитера, "а можда и Марса у прошлости."
РОВ Јасон ће прикупити око 30 литара морске воде сваког дана. Дио прикупљене воде чуваће се у замрзивачима за будућа истраживања, док ће се неки на месту анализирати за мерење хемијског састава, као и популације микроба и вируса. Током наредних година генетска испитивања узорака морске воде ће осветлити које врсте микроба живе у овом екстремном окружењу и како успевају да преживе.
Постоје и научници који верују да је Изгубљени град, или место попут њега, можда место где је живот започео на Земљи. „То је добар систем где се рани живот можда развио“, рекао је Ланг. Мале поре у зидовима димњака Лост Цити-а, у комбинацији са основном (за разлику од киселе) морске воде и неограниченим извором енергије у гасу водоника, могли би обезбедити Голдилоцкс услове потребне за спонтани живот.
"Чини се да се геохемија и геологија у Изгубљеном граду спајају на начин који би решио енергетски проблем кокоши и јаја животног порекла", рекао је Јеффреи Марлов, микробиолог са Харвард универзитета који није укључен у експедицију. Проблем „пилетина и јаје“ односи се на чињеницу да ћелији треба енергија за стварање био-молекула, а био-молекули су потребни да би искористили енергију.
Марлов сматра да је вероватно да би вода са високим пХ утапала у поре димњака у Лост Цити-у могла да створи повољне услове за почетак живота. Гас водоника и други молекули који се мешају у порама могу створити пре-показивач ћелије, познат као прото-ћелија.
Слика скенирајућег електронског микроскопа открива мутне биофилмове начињене од микроба на и унутар димњака Лост Цити-а. (Љубазношћу Томаса Бонтогналија, Сусан Ланг и Гретцхен Фрух-Греен) Друга места попут Изгубљеног града постоје у дубоком мору, али је доказано да их је тешко наћи. Будући да су нуспродукти серпентинизације релативно свакодневни - углавном водоник и метан - места попут Изгубљеног града немају јаку биосигнатуру као други хидротермални вентилациони системи, попут црних пушача који избацују сумпорни гас. „Ставили бисмо да су места попут Лост Цити-а прилично распрострањена, само не знамо где су“, каже Ланг. "У овом тренутку, рекли бисмо да је Изгубљени град јединствен, али вероватно није сам."
Ускоро је проналазак другог Изгубљеног града мало је вероватно с обзиром да већину океана људи никада нису истраживали. „Видели смо само мали део морског дна“, каже Марлов. „Има их много више за откривање.“ Према подацима америчке Националне службе за океане, људи су мање од 20 процената океана пресликали или посматрали.
Дубоки оцеан је за научнике граница колико и свемир. Истраживачи тек почињу да разумеју како разнолик живот функционише у екстремним екосуставима у близини морског дна, а научници нису једини који гледају у дубоко море. Минерални ресурси, попут никла, кобалта, сребра и злата, изазвали су интерес рударских компанија које све више улажу у будућу експлоатацију у дубоком мору.
"Када сам био ученик о дубоком мору, идеја да на морском дну постоје минерали које би индустрија можда желела да мине, била је потпуно научно-фантастична идеја, јер она није била економски одржива", рекао је Орцутт. Али сада су потребне технологије ту и Међународна управа за морско дно (Агенција Уједињених Нација која даје дозволу за минирање у међународним водама) сваке године издаје дозволе за истраживање рудника. Једна таква дозвола, издата у августу 2017. године, дала је Пољској право да експлоатира подручје морског дна у којем се налази Лост Цити.
Структура „кошнице“ у Изгубљеном граду. (Љубазношћу Деборах Келлеи, Универзитет у Вашингтону) Неки морски научници кажу да би минирање морског дна пре него што схватимо његову основну биологију могло бити рецепт за катастрофу. „Као и са било којом границом, прилично је лако утицати на промене, а да ни не знамо шта је ту или шта је рањивост“, каже Лиса Левин, биолог из дубоког мора и суоснивачица Дееп Оцеан Стевардсхип Инитиативе која има за циљ да доведе научнике, економисти, експерти за политику и представници индустрије заједно у питањима експлоатације дубоког мора. Левин каже да је, када је Пољска добила права на рудање подручја око Изгубљеног града, подигла црвену заставу за дубокоморске микробиологе. "То је био каталитички догађај."
Многи истраживачи дубоког мора сада позивају на очување Изгубљеног града и места попут њега, истичући глобални значај микробиологије дубоког океана, која доприноси циклусима хранљивих састојака, ублажавању климе и генетској разноликости. „Желимо да скренемо пажњу на невидљиви део живота“, каже Орцутт, који је организовао научне скупове о утицајима рударства у дубоком мору на активност микроба. „Морско дно има вредност. Сваки пут када научници оду на дно океана откривају се нове врсте. Толико је океана о коме не знамо. "
Овомјесечна експедиција у Изгубљени град ће нам помоћи да сазнамо нешто више о тајанственим свјетовима у наставку.
