Удивительное открытие в Марокко позволяет предположить, что глубоководные микробы оставляли свои морщинистые отпечатки пальцев во тьме океана 180 миллионов лет назад.
Ученые, управляющие горами Марокко, обнаружили загадочные морщины в древних глубоководных отложениях там, где их не должно было быть. Структуры, вероятно, образовались из хемосинтезирующих микробных матов, живущих в полной видимости, раскрывая скрытую экосистему в древнем океане. Кредит: Шаттерсток
Доктор Роуэн Мартиндейл, палеоэколог и геобиолог из Техасского университета в Остине, совершила поход по долине Даде в горах Центрального Высокого Атласа Марокко, когда что-то необычное привлекло ее внимание и заставило остановиться.
Мартиндейл и ее исследовательская группа, в том числе Стефан Боден из Орхусского университета, исследовали суровую долину, чтобы изучить экологию древних рифовых систем, которые когда-то существовали там, когда эта территория лежала под океаном. Чтобы добраться до этих рифов, необходимо было пересечь фрагменты турбидитов — отложений, образованных плотными подводными потоками селей. На этих месторождениях часто строятся рябь. Однако Мартиндейл заметил небольшие гребни и морщины на поверхности ряби, что казалось необычным.
«Когда мы поднимаемся по этим турбидитам, я оглядываюсь вокруг, и мое внимание привлекла эту красивую волнистую плоскостность напластования», — сказала она. — говорит Мартиндейл. «Я сказал: «Стефан, тебе нужно вернуться сюда». Это морщинистая структура!»
Что такое морщинистые структуры
Морщинистые структуры представляют собой крошечные гребни и ямки диаметром от миллиметров до размеров. Они развиваются, когда водяные и микробные сообщества обнаруживаются в матах на песчаном морском дне. Эти тонкие текстуры редко преобладают среди более молодых пород, поскольку животные часто тревожат и портят их. В результате морщинистая структура редко встречается в породах возрастом менее 540 миллионов лет, когда животный мир быстро разнообразился и начал активно регулировать океанские отложения.
Сегодня ученые обычно находят морщинистые структуры в мелководье, в приливно-отливной среде, где солнечный свет фотосинтезирует воду.
Почему этих морщин не должно быть
Морщинистые структуры, которые заметил Мартиндейл, появились в скалах, которые образовались далеко под поверхностью океана. Турбидиты, где они были обнаружены, отложились на глубине не менее 180 метров, что слишком глубоко для проникновения солнечного света. При этом следует отметить, что структуры не могли образоваться из тех же самых волн, образующих солнечные лучи, которые сегодня создают узоры морщин на мелководье.
Предыдущие условия морщинистых структур в глубоководных турбидитовых отложениях также оспаривались. Еще одной сложностью был возраст камней. Им около 180 миллионов лет, и они образовались в то время, когда активно нарушали морское дно во всем мире, что животные обычно стирают нежные микробные текстуры. Остальные слова, морщинистые структуры, которые видел Мартиндейл, вообще не должны были сохраниться.
Понимая, что действительно необычной была находка, она решила проверить, это было ее первое впечатление верным.
«Давайте рассмотрите все доказательства, которые мы сможем найти, чтобы убедиться, что это морщинистая структура в турбидитах», — сказал он. — говорит Мартиндейл, — из-за морщинистой структуры, обычно фотосинтетических по происхождению, «не следует вмешиваться в эту глубоководную структуру».
Доказательства хемосинтетической микробной жизни
Исследовательская группа тщательно изучила окружающие слои горных пород и подтвердила, что отложения действительно являются турбидитами. Затем они исследовали, действительно ли необычные текстуры образовались в результате биологической активности.
Ключевую подсказку дали химические испытания. Осадки прямо под морщинами имеют повышенный уровень снаружи, что часто указывает на биологический признак. Для сравнения команда также изучила современную океанскую среду. Кадры с дистанционно управляемыми подводными аппаратами, расположенными в следующем морском дне, намного ниже фотической зоны, показывают, что там также могут образовываться микробные материи, но они производят хемосинтезирующие бактерии. Эти микробы получают энергию в результате воздействия атмосферного воздуха, а не солнечного света.
Как глубоководные микробы морщины
Объединив геологические наблюдения, химические данные и современные образцы из глубин океана, ученые пришли к выводу, что они обнаружили хемосинтетические морщинистые структуры, сохранившиеся в каменных отложениях.
Потоки турбидитов, вероятно, сыграли решающую роль в создании правильных условий. Эти селеновые потоки переносят питательные вещества и органические вещества в глубокую воду, одновременно снижая уровень кислорода в окружающих отложениях. Такие условия могут поддерживать сообщество хемосинтезирующих смертей.
В более спокойные периоды между селями эти бактерии могут распространяться по морскому дну и образовывать маты на поверхности отложений. По мере роста циновок на их поверхности наблюдались мелкие морщинистые узоры, которые Мартиндейл наблюдал на камнях в Марокко. В большинстве случаев следующий селевой поток стирает мат, но иногда сооружение оказывается погребенным и сохраняется.
Расширение определения древней жизни
Мартиндейл теперь надеется провести лабораторные эксперименты, чтобы лучше понять, как морщинистые структуры могут образовываться в турбидитной среде. Она также надеется, что это открытие побудит ученых переосмыслить более глубокое предположение о том, что структура морщин определяется только фотосинтетическим микробным матом.
Если хемосинтетические материи также смогут создать эти особенности, геология может начать поиск морщинистых структур в окружающей среде, которые ранее запускались из наблюдения в поисках древней жизни.
«Структуры морщин действительно являются доказательством жизни ранней цивилизации», — сказал он. — говорит Мартиндейл. Игнорируя их возможное присутствие в турбидитах, «мы можем упустить ключевую часть истории микробной жизни».