Derin Biyosferde Hayatın Sırrı: "Doğal Bataryalar"

Geleneksel bilim, yerin kilometrelerce altında, güneş ışığı ve organik maddelerden mahrum olan ortamların yaşam barındıramayacağını ileri sürüyordu. Ancak son yıllarda elde edilen bulgular, Dünya üzerindeki prokaryotların (çekirdeksiz mikroorganizmalar) yaklaşık %95'inin bu derin biyosferde yaşadığını ve bu canlıların gezegenin toplam biyokütlesinin beşte birini oluşturduğunu ortaya koymaktadır.
Peki, bu mikroorganizmalar, enerjiye erişim imkanlarından yoksun olan bu izole alanlarda nasıl hayatta kalabiliyorlar? Guangzhou Jeokimya Enstitüsü'nden Prof. Zhu Jianxi ve Prof. He Hongping ile Alberta Üniversitesi'nden Prof. Kurt Konhauser’ın birlikte gerçekleştirdiği araştırma, bu sorunun yanıtını sunmaktadır. Çalışmanın sonuçları, 19 Temmuz tarihinde Science Advances dergisinde yayımlandı.

DEPRESYONLA DONATILMIŞ "DOĞAL BATARYALAR"

Araştırmanın bulgularına göre, yer kabuğundaki çatlaklar ve fay hatları, su ile etkileşime geçtiklerinde kimyasal reaksiyonlar meydana getirerek hidrojen gazı ve reaktif oksijen türleri ortaya çıkarıyor. Bu bileşikler, canlıların enerji kaynağını oluşturan elektron akışını sağlamaktadır.
Bilim insanları, laboratuvar ortamında kuvars mineralleri kullanarak iki farklı kırılma türünü simüle ettiler:
Açılma kırığı, taşların aniden yarılmasıyla yeni su yüzeyleri oluşturması ve sürünme kırığı olarak adlandırılan, kayaların yavaşça ezilip öğütülmesi metodudur.

Bu süreçler sırasında, hidrojen peroksit ve hidrojen gazı üretilmektedir. Hidrojen peroksit, çözeltideki demiri oksitleyerek sürekli bir enerji döngüsü meydana getirir. Bu döngü, demirin indirgenip yükseltgenmesiyle enerji sağlayan bir yer altı güç ağı işlevi görmekte olup, hayata destek vermektedir.
Zhu, "Bu kimyasal enerji üretimi, yalnızca derin yaşamı desteklemekle kalmıyor, aynı zamanda gezegenimizin ilk oksijen ve hidrojen kaynaklarını da açıklayabilir" şeklinde açıklamada bulundu.

YAŞAMIN KÖKENİ İÇİN YENİ BİR SENARYO

Derin yer altı, morötesi radyasyon ve göktaşı çarpmaları gibi yıkıcı yüzey olaylarından korunması açısından önemli bir sığınak olarak değerlendirilebilir. Bu durum, burasının yaşamın kökeni ve evrimi açısından büyük bir öneme sahip olduğunu gösteriyor.
Ayrıca, orta büyüklükteki bir depremin, radyoliz veya serpentinizasyon gibi diğer kimyasal süreçlere nazaran 100 bin kat daha fazla hidrojen üretebildiği belirtiliyor.
Prof. He, bu enerji üretim mekanizmasının yalnızca Dünya’ya özgü olmadığını vurgulayarak, “Aynı süreç Mars’ta ya da Satürn’ün uydusu Enceladus’ta da gerçekleşiyor olabilir" ifadelerini kullandı.

Özellikle kırık hatları boyunca hidrojen, metan ve demirin redoks değişimleri gibi sinyallerin tespiti, bu gezegenlerde aktif yer altı yaşamının varlığına dair önemli ipuçları sunabilir.