Döbbenetes felfedezés: 2,6 milliárd éves vizet találtak egy bánya mélyén

Még 2016-ban kanadai geológusok egy bánya mélyén valami egészen rendkívülire bukkantak. A döbbenetes felfedezés a felszín alatt három kilométer mélyen egy bányajáratban történt, ahol olyan vízre bukkantak, ami az elvégzett vizsgálatok szerint a földtörténet őskorában, a prekambrium idején csapdázódott be. A 2,64 milliárd éve elzáródott ősi víz a Föld legrégebbi ismert intakt vízkészlete.

Megtalálják a több mint két és félmilliárd éves vizet három kilométeres mélységben Fotó: University of Toronto

A döbbenetes felfedezés mind a mai napig egyedülállónak számít, hiszen ennyire ősi és eredeti állapotában fennmaradt prekambriumi víz sehonnan sem volt eddig ismert.

A döbbenetes felfedezés három kilométer mélyen egy bányában történt Kanadában. Fotó: University of Toronto

Döbbenetes felfedezés: a földtörténeti ősidő mikrobái hagytak nyomot a prekambriumi vízben

„Amikor az emberek erre a vízre gondolnak, azt feltételezik, hogy csak egészen apró mennyiségű víz rekedhetett meg az azt bezáró kőzetben” – mondta Barbara Sherwood Lollar geológus, a Torontói Egyetem földtudományi professzora és a perkambriumi korú vizet felfedező geológuscsapat vezetője a BBC News hírportálnak. „De valójában nagyon erősen bugyog felfelé, percenként egyliteres sebességgel áramlik, így az ősi víz térfogata sokkal nagyobb, mint azt bárki is várta” – fűzte hozzá a professzor. 

Prekambriumi tájkép, 2,5 milliárd éve. A kontinensek ekkor még kietlen szárazulatok voltak, és a tengerekben is még csak az egysejtűek képviselték az életet. Fotó: Allies Interactive Services Pvt. Ltd.

A tudóscsoport a földtörténet ősi, prekambriumi eredetű vizének analizálása során ráadásul olyan nyomokra bukkant, amelyek azt igazolják, hogy egykor élet volt ebben a vízben. „A vízben lévő szulfát vizsgálatával olyan biológiai ujjlenyomatra bukkantunk, ami egyértelműen az egykori élet jelenlétére utal –, és ami a legfontosabb, hogy nagyon hosszú időt átfogva. A mikrobák – amelyektől ez a nyom származik –, e biológiai ujjlenyomatot nem hozhatták létre egyik napról a másikra” – magyarázza Sherwood Lollar. „Mindez arra utal, hogy ezek az ősi élőlények a geológiai időskálán is mérhető hosszú időn át voltak jelen ebben a becsapdázódott vízben” – fűzi hozzá a kutatócsoport vezetője. A fény nélküli közegben a mikrobák a biokémiai reakciók nyomán keletkező szubsztrátok segítségével maradhattak fenn.

A kontinensek elhelyezkedése a késői prekambriumban. Fotó: ESA

Az enzim által katalizált reakció kiindulási vegyületét nevezzük szubsztrátnak. Az enzim a biokémiai reakcióban e molekulán át fejti ki hatását, megváltoztatva a molekula szerkezetét. Az enzim és a szubsztrát közötti kapcsolatot a gyenge és visszafordítható, vagyis a reverzibilis kölcsönhatások, így például elektrosztatikus kötések, H-hidak és hidrofób kölcsönhatások biztosítják.

„Az ősi vízben kimutatott szulfát nem olyan modern szulfát, amely a felszíni vízből származik. Azt tapasztaltuk, hogy ebben az ősi becsapdázódott vízben lévő szulfát, akárcsak a hidrogén, valójában a víz és a kőzet közötti reakció révén keletkezett” – mondja Long Li, az Albertai Egyetem Föld- és Légkörtudományi Tanszékének adjunktusa, akit az Ilf Science tudományos hírportál idéz.

Prekambriumi táj művészi rekonstrukciója. Fotó: Ancient Earth

„Ez azt jelenti, hogy a reakció természetes úton megy végbe és mindaddig fennállhat, amíg a víz és a kőzet érintkezik, tehát potenciálisan akár több milliárd évig is” – tette hozzá a szakember.

Keserű ízű és sokkal sósabb, mint a modern tengervíz

A legelső ősi vízgyűjtő medencét még 2013-ban 2,4 km mélyen fedezték fel ugyanebben a kanadai réz-, cink- és ezüstbányában. „Ez a korábbi felfedezés jelentősen megváltoztatta a folyó víz koráról alkotott ismereteinket, ez pedig arra ösztönzött bennünket, hogy tovább kutassunk” – idézi fel a 2013-as felfedezés hatását Sherwood Lollar professzor. „És kihasználtuk azt a helyzetet, hogy a bányajáratot folyamatosan egyre tovább mélyítették a földbe” – mondja a geológusprofesszor. A Torontói Egyetem munkatársa, dr. Oliver Warr által vezetett új vizsgálat közel három kilométer mélyen találta meg a korábban felleltekhez képest sokkal idősebb vizet. 

A kutatócsoport tagjai a talajon csillogó 2,6 milliárd éves prekambriumi vizet analizálják a kanadai bánya mélyén. Fotó: University of Toronto

A tesztek kimutatták, hogy a víz legalább két és félmilliárd éves. 

A felfedezés mind geológiai, mind pedig biológiai értelemben rendkívülinek számít, hiszen korábban sehol sem sikerült ennyire idős és a Föld leghosszabb, valamint legősibb földtörténeti periódusából, a prekambriumi idő archaikum eónjából származó, az egykori élet biokémiai nyomait is tartalmazó vízre bukkanni.

A prekambrium az első földtörténeti idő, amely a Föld kialakulásától a szilárd vázú állatok megjelenéséig tartott, hozzávetőleg 4700 millió éve kezdődött és 542 millió éve ért véget. Noha a Nemzetközi Rétegtani Bizottság hivatalos földtörténeti kortáblázatában nem szerepel, mégis amikor az élőlények evolúciója szempontjából kiemelt fontosságú határkorszakot, a kambrium időszakot megelőző földtörténeti periódusra egyben akarnak utalni, akkor ezt az elnevezést használják a szakemberek is. Az archaikum a prekambrium második eónja, amely 4000 millió éve kezdődött és 2500 millió éve ért véget.

A felfedezés más szempontból is jelentős. A kutatók szerint a Földön található ehhez hasonló vizes helyek tanulmányozása támpontot adhat arra vonatkozóan, hogy hol lehet potenciális élet a Naprendszer más részein, például a Szaturnusz és a Jupiter jeges holdjainak óceánjaiban. Mindezek ellenére mégis arra voltak a legtöbben kíváncsiak, hogy vajon milyen lehet az íze a több mint két és félmilliárd éves víznek.

Prekambriumi tengerpart sztromatolitokkal, vagyis cianobaktérium-telepekkel.  Fotó: imgkid.com

Nem meglepő módon magukat a felfedező tudósokat is izgatta ez a kérdés. 

„Ha geológus vagy, aki kőzetekkel dolgozik, akkor igen valószínű, hogy már sok követ megnyaltál” – mondta Sherwood Lollar a CNN-nek. Noha ebben az esetben nem kőzetről volt szó, a geológus mégsem tudott ellenállni a kíváncsiságnak, hogy megízlelje a földtörténet őskorából fennmaradt intakt vizet. Éppen ezért belemártotta az ujjhegyét az ősi vízből álló tócsába, és megnyalta a rátapadt vízcseppeket. Sós ízt keresett, mert a nagyon idős víz általában jóval sósabb a felszíni vizeknél. 

Sokkal sósabbnak bizonyult, mint a modern tengervíz. Fotó: Elter Tamás

A tudós legnagyobb örömére a víz valóban „nagyon sós és keserű” volt, „sokkal sósabb, mint a tengervíz”. Ez nem teljesen meglepő, tekintve azt, hogy ez az ősi víz több mint kétmilliárd évet töltött a három kilométeres mélységben fekvő kőzetbörtönében.

A rangos Nature tudományos szakfolyóiratban megjelent eredeti publikáció itt olvasható el teljes terjedelmében és angol nyelven.

A kanadai réz- és cinkbányában közel három kilométer mélyen felfedezett víz:

• prekambriumi korú kőzetekben csapdázódott be még az archaikum eón végén,
• az elvégzett analízisek alapján 2,65 milliárd évben határozták meg korát a kutatók,
• ősi egysejtűek biokémiai nyomait is felfedezték a prekambriumi korú vízben,
• amelynek nagyon sós és rendkívül keserű volt az íze.