Dyp biosfære

Dyp biosfære

Tidligere trodde vi at liv hovedsakelig var begrenset til jordens overflate, og at den biologiske aktiviteten avtok til ett ubetydelig nivå innen få meters dyp. I løpet av de siste 10-15 årene har imidlertid vitenskapelige undersøkelser vist at det lever mikroorganismer i de fleste undergrunnsmiljø som har tilgang på vann og der temperaturen ikke er for høy.

Eksempler på slike miljø er marine og kontinentale sedimenter, akviferer, oljereservoarer og hydrotermale system. Dypbiosfæren er dermed vist å ha uventet stor utbredelse, og enkelte forskjellige estimater antyder at biomassen i undergrunnen kan være like stor som biomassen på overflaten.

Mikroorganismene i dypbiosfæren er såkalt ekstremofile organismer, det vil si at de lever under ekstreme forhold med hensyn til ulike miljøparametre som trykk, temperatur, pH og næringstilgang. Mikroorganismer er for eksempel påvist ned til flere tusen meters dyp i ulike sedimenter og skorpebergarter hvor trykket er svært høyt. Videre er den øvre temperaturgrensen for liv som vi nå kjenner rundt 120 °C.

I sedimenter er det biogent materiale fra jordens overflate som fungerer som energi og karbonkilde for dypbiosfæren. Disse mikrobielle samfunnene er således basert på fotosyntese og energi i fra solen. Magmatiske bergarter inneholder derimot lite eller i det hele tatt ikke biogent materiale. Vann-mineral reaksjoner fører imidlertid til oppløsning og dannelse av reduserte ioner og forbindelser slik som Fe(II), Mn(II), sulfid, hydrogen og metan, som sammen med CO2 kan danne grunnlag for såkalte litoautotrofe organismer – og en dypbiosfære som er basert på energi fra jordens indre. En hyppig nevnt hypotese i dag er en såkalt hydrogenbasert dypbiosfære. Under jordens overflate er antallet mikroorganismer dramatisk mindre, og metabolismen til de som lever der er trolig svært lav. Dette er liv på sparebluss i et av jordens mest ekstreme miljøer.

For å få tilgang til dypbiosfæren slik at den kan studeres i detalj er vi avhengig av ressurskrevende og avansert teknologi for prøvetaking og in situ eksperimenter. Dypbiosfæren er derfor et viktig forskningstema for både IODP (Integrated Ocean Drilling Program) og ICDP (International Continental Drilling Program). En annen måte å få tilgang til dypbiosfæren på er å benytte hydrotermale kilder som naturlige «vindu til undergrunnen», ettersom de hydrotermale væskene vil transportere med seg mikroorganismer fra dypet og opp til overflaten.

Dypbiosfæren har mange implikasjoner som det er viktig å få klarlagt. Samspillet mellom den mikrobielle aktiviteten og geokjemiske prosesser i undergrunnen spiller for eksempel trolig en viktig, men hittil ukjent rolle i elementutvekslingen mellom litosfæren og hydrosfæren. Spesielt er det viktig å ta dypbiosfæren med i betraktinger angående karbonsyklusen, men de biogeokjemiske interaksjonene i jordens undergrunn er trolig også viktig for andre elementsykluser. Videre representerer dypbiosfæren en stor ukjent genetisk ressurs med potensial for bioteknologisk utnyttelse. Kunnskap om dypbiosfæren vil også øke forståelsen for hvordan livet oppstod og utviklet seg på jorden. Denne kunnskapen er videre fundamental for betraktninger om mulig liv på andre planeter, og for hvor og hvordan vi best kan lete etter ekstraterrestrisk liv.

Skrevet av Ingun Thorseth

COMMENTS

WORDPRESS: 0
X