Ученые обнаружили и исследовали гигантскую гидротермальную систему на дне Тихого океана, которая может пролить свет на происхождение жизни на Земле.
Исследователи зафиксировали разнообразие форм жизни в недавно обнаруженной системе в Тихом океане к северо-востоку от Папуа — Новой Гвинеи. (Изображение предоставлено профессором СУН Вейдун и др., 2025 г.)
Китайские исследователи обнаружили на дне Тихого океана гигантскую, ранее неизвестную гидротермальную систему, которая может пролить свет на происхождение жизни.
Система Куньлунь, расположенная к северо-востоку от Папуа — Новой Гвинеи, состоит из 20 крупных кратеров, самый большой из которых имеет ширину около 5900 футов (1800 метров) и глубину 430 футов (130 метров). Эти кратеры сгруппированы в так называемом «трубчатом рое», и они выделяют большое количество водорода, который может служить источником питания для жизни, процветающей в этой системе.
Куньлунь похож на атлантическое гидротермальное месторождение, известное как Затерянный город, которое расположено на подводном горном массиве Атлантис. Однако у Куньлуня есть несколько особенностей, которые делают его уникальным, в том числе его необычайные размеры. Куньлунь занимает площадь около 4 квадратных миль (11 квадратных километров), что делает его в сотни раз больше Затерянного города, согласно исследованию, опубликованному 8 августа в журнале Science Advances.
Система Куньлунь открывает перед учёными новые возможности для изучения глубоководной серпентинизации — процесса, при котором морская вода вступает в химическую реакцию с мантийными породами под морским дном, образуя серпентиновые минералы (группа минералов, известных своим зеленоватым цветом) и выделяя водород.
Исследователи полагают, что они могут изучить потенциальную связь между этими выбросами водорода и зарождением жизни в Куньлуне. Согласно заявлению Китайской академии наук, считается, что в системе присутствуют богатые водородом жидкости, которые по своему химическому составу похожи на раннюю земную среду.
«Что особенно интригует, так это его экологический потенциал», — говорится в заявлении соавтора исследования Вэйдуна Суня, профессора Института океанологии Китайской академии наук. «Мы наблюдали здесь процветание разнообразных глубоководных организмов — креветок, короткохвостых раков, актиний и трубчатых червей — видов, которые могут зависеть от хемосинтеза, основанного на водороде».
Солнечный свет не достигает глубин океана, поэтому жизнь на морском дне не может использовать фотосинтез — процесс, в ходе которого растения, водоросли и некоторые бактерии, обитающие ближе к поверхности, преобразуют солнечный свет в энергию. Поэтому некоторые формы жизни в глубинах океана полагаются на хемосинтез, при котором в качестве источника энергии для производства пищи используются такие химические вещества, как водород.
Отдельная исследовательская группа под руководством китайцев недавно использовала батискаф с экипажем для съёмки сообществ, основанных на хемосинтезе на дне северо-западной части Тихого океана на глубине около 31 000 футов (9500 м). Такие сообщества редко попадают в поле зрения учёных, поскольку подавляющее большинство океанского дна неисследовано и не изучено.
В новом исследовании учёные использовали тот же батискаф, чтобы составить карту Куньлуня и изучить четыре его крупнейших кратера. Измерив концентрацию водорода в гидротермальных жидкостях Куньлуня, исследователи пришли к выводу, что это месторождение производит более 5 % мирового объёма неживого подводного водорода — неплохой показатель для одной системы.
Команда предположила, что скопление труб, которое они задокументировали, формировалось поэтапно. Сначала водород скапливался под поверхностью и вырывался наружу в результате мощных взрывов. Затем по краям и дну образовавшихся структур возникали трещины, что приводило к дальнейшим интенсивным выбросам богатых водородом гидротермальных флюидов. Эти трещины постепенно закупоривались образующимися минералами, что позволяло водороду снова накапливаться и, возможно, приводить к дополнительным взрывам меньшего масштаба.
Куньлунь отличается от более распространённых гидротермальных систем морского дна, расположенных на границах тектонических плит и питаемых вулканами. В таких системах часто встречаются структуры, похожие на дымоходы, например чёрные курильщики, которые очень горячие и имеют температуру около 750 градусов по Фаренгейту (400 градусов по Цельсию). Системы серпентинизации, такие как Куньлунь и Затерянный город, более холодные, их температура ниже 194 градусов по Фаренгейту (90 градусов по Цельсию).
Куньлунь не только больше Затерянного города, но и расположен в более необычном месте. Затерянный город находится рядом с срединно-океаническим хребтом, который формируется вдоль расходящихся границ тектонических плит и обнажает мантийные породы, в то время как Куньлунь находится в глубине плиты, вдали от любого хребта.
«Система Куньлунь выделяется своим исключительно высоким уровнем водородного потока, масштабом и уникальным геологическим положением, — сказал Сан. — Это показывает, что генерация водорода в результате серпентинизации может происходить далеко от срединно-океанических хребтов, что противоречит устоявшимся представлениям».