Арктический гидротермальный источник может помочь в поисках внеземной жизни

Когда в 2014 году ученые обнаружили гидротермальное жерло в гидротермальной системе Аврора в Северном Ледовитом океане, они не сразу поняли, насколько интересным было их открытие.

"Хотя обнаружение любого жерла в Северном Ледовитом океане было первым, мы решили, что то, что мы нашли, является одним из наименее интересных видов жерл", - говорит Крис Герман, старший научный сотрудник кафедры геологии и геофизики Вудс-Хоулского океанографического института. Мы вернулись домой после экспедиции с мыслью: "Хорошо, мы нашли место в Арктике. Это здорово, но если убрать ледяной покров, то это будет просто еще одно место, где находятся жерла"".

Однако после дальнейшего анализа и последующей экспедиции в 2019 году на удаленное место, Герман и другие исследователи считают, что это очень важное открытие. Они считают, что этот жерло и другие, которые еще предстоит обнаружить на дне рифтовой долины хребта Гаккеля в Северном Ледовитом океане, могут изменить наше представление о сверхмедленном распространении срединно-океанических хребтов, существенно расширить оценки месторождений ценных морских минералов, богатых медью и золотом, и послужить естественными лабораториями для поиска внеземной жизни.

«Наши результаты имеют значение для сверхмедленного охлаждения хребтов, глобального распределения морских минералов и разнообразия геологических условий, в которых может происходить абиотический органический синтез, имеющий отношение к поиску жизни за пределами Земли», — говорится в статье. признаки ультраосновного влияния на гидротермальном поле Аврора на хребте Гаккель», опубликованном в Nature Communications.

«Единственная большая часть того, что мы, возможно, обнаружили, — это жерло под покрытым льдом океаном, которое также является прекрасным местом для изучения органического синтеза, имеющего отношение к происхождению жизни и поиску жизни за пределами Земли», — сказал Герман, который является ведущим автором статьи. «Сочетание изучения геологии морского дна и химии вышележащей водной толщи дает нам особое представление об этом жерле и показывает, что оно обладает этими особыми качествами». По его словам, место жерла может стать естественной лабораторией для подготовки к исследованию спутника Сатурна Энцелада, спутника Юпитера Европы и других тел Солнечной системы с подповерхностными океанами, которые могут обеспечить условия для жизни.

По словам Германа, прогресс в нашем понимании подземных полезных ископаемых также значителен. Выводы о жерлах «предполагают, что гидротермальные месторождения полезных ископаемых, которые могут быть экономически жизнеспособными в будущем — из-за, например, высокого уровня содержания меди и золота в месторождениях — могут быть намного более распространены на половине все гребни хребтов мира, чем мы раньше ценили", - сказал он. «Это класс жерл, которые ранее считались неспособными поддерживать рост крупных гидротермальных месторождений полезных ископаемых. До сих пор ученые предполагали, что такие небольшие вулканические системы не могут поддерживать гидротермальную циркуляцию достаточно долго, чтобы вырастить такие крупные месторождения полезных ископаемых. "

Что касается морской добычи полезных ископаемых, Герман сказал: «Как ученые, мы считаем, что мы должны довести эту информацию до лиц, принимающих решения, таких как Международный орган по морскому дну, чтобы они могли принимать обоснованные решения с лучшим пониманием мира природы». В гидротермальной системе Аврора находится активное подводное извержение с обширным полем реликтовых месторождений полезных ископаемых, связанных с неовулканическим холмом, расположенным в пределах дна рифтовой долины хребта Гаккель. Однако проведенные исследователями исследования с помощью глубоководной камеры и бокового сканирования показывают, что это место имеет ширину более 100 метров. Согласно статье, это необычно много для вулканического жерла на медленно расширяющемся хребте и более сопоставимо с тектоническими системами, для формирования которых требуются большие тепловые потоки в течение длительного периода времени.

Гидротермальный шлейф Авроры демонстрирует гораздо более высокие значения растворенного метана по сравнению с марганцем, чем типичные базальтовые жерла «черных курильщиков». Вместо этого шлейф очень напоминает шлейф из высокотемпературных ультраосновных жерл на медленно спрединговых хребтах. «Мы предполагаем, что глубоко проникающая циркуляция жидкости, возможно, поддерживала длительное извержение, очевидное на гидротермальном поле Аврора, с гидротермальной конвекционной ячейкой, которая может получить доступ к ультраосновным литологиям, лежащим в основе аномально тонкой океанской коры в этом сверхмедленном спрединговом хребте», — отмечается в документе. Подушечные базальты, наблюдаемые в обнажениях на морском дне, «могут представлять собой лишь относительно тонкий слой океанической коры, в то время как ячейка гидротермальной конвекции получает доступ к ультраосновным литологиям под ними».

Ультраосновные породы — это примитивные горные породы из недр Земли, сходные по основному составу с метеоритами. Сверхмедленно спрединговые хребты, такие как рифтовая долина хребта Гаккель, расширяются со скоростью 1 сантиметр (см; около полудюйма) в год; для сравнения, Северная Америка и Европа раздвигаются более чем в два раза быстрее, со скоростью 2,5 см (один дюйм) в год, в то время как морское дно Тихого океана расширяется еще быстрее, со скоростью 10–20 см (4–8 дюймов) в год. Для соавтора журнальной статьи Эогана Ривза значение открытия Авроры заключается в том, что оно может вскоре добавить важную новую точку данных о том, что в настоящее время является очень скудным химическим графиком этих видов горячих источников.

«Подавляющее большинство черных курильщиков, обнаруженных визуально на морском дне, — сейчас их насчитывается более 700 — в основном взаимодействуют с базальтовыми или более богатыми кремнеземом типами пород. астробиологии океанского мира и исследованиях происхождения жизни, в настоящее время у нас есть химический состав только для менее чем дюжины горячих источников, находящихся под влиянием таких пород на морском дне Земли, что не позволяет понять, насколько химически разнообразными или похожими могут быть эти жидкости, и какой химический состав может быть все еще прячутся там», — сказал Ривз, доцент кафедры наук о Земле и Центра глубоководных исследований Бергенского университета.

«Несколько систем, о которых мы знаем в настоящее время, испускают жидкости, которые сильно отличаются друг от друга по химическому составу, и они изменили наше понимание того, какие микробиологические и геохимические процессы происходят в таких системах. Шлейф Авроры имеет некоторое химическое сходство с другим известным горячим источником, но нам еще многое предстоит узнать о недавно открытом месте. В будущем будет очень интересно посмотреть, вписывается ли Аврора в известный нам химический сюжет или расширяет его». Соавтор статьи Вера Шлиндвейн сказала, что она «заинтригована высокотемпературной вентиляцией на Авроре». Базальтовая насыпь «находится в странном месте, прямо там, где морское дно опускается на большие глубины изголодавшегося по магме Ленского прогиба», — сказал Шлиндвайн, профессор Центра полярных и морских исследований им. Гельмгольца Института Альфреда-Вегенера. Ленский прогиб является южным продолжением хребта Гаккеля.

«Неглубокие ультраосновные породы кажутся естественными в этом месте, но источник тепла и расплава, достаточный для создания базальтовой насыпи Аврора и поддержания высокотемпературного выброса, является большим сюрпризом. С их очень прерывистым поступлением расплава сверхмедленные спрединговые хребты могут преподнести еще больше сюрпризов. в запасе относительно геологического расположения жерловых полей». Размышляя о результатах, Герман сказал: «Мы продолжаем удивляться тому, насколько разнообразно и прекрасно морское дно. Каждый раз, когда мы отправляемся на исследование, мы удивляемся, потому что мы не просто находим одно и то же. Скорее, мы продолжаем найти совершенно новые вещи, отличные от всего, что мы видели раньше».

Источник