Lost City asub Somati keskel Atlandi ookeanil, veealuse mäe kohal, mis tõuseb üle 10 000 jala merepinnast. Pimedusse ookeani ulatuvad sajad valged tornid, mis hõlmavad linnalähedast ala ja on kõrgusel 30 kuni 200 jalga. Kuumad vesinikgaasiga täidetud aluselised vedelikud voolasid nende looduslike tornide tippudest Kesk-Atlandi ojast ida poole jäävatesse vetesse.
See, mis näeb välja kaua mahajäetud metropol, on tegelikult mikroskoopilise eluga. Triljonid kadunud linna mikroobielanikud, kes asuvad Atlantis'i massiivi peal, on muutunud teadlaste lummuseks. Need sügaval Atlandi ookeanis hüdrotermilises õhutusväljas õitsevad mikroobid hoiavad sellises vaenulikus keskkonnas elu püsimise saladust - ja nad võivad isegi anda vihjeid Maa elu alguse kohta.
Homme, 8. septembril sõidab 22 teadlasest, mikrobioloogist, geoloogist ja okeanograafist koosnev rühm esimest korda aastate jooksul Lost Citysse. See teadlaste rühm soovib teada, kuidas Lost City mikroobid elavad, mida nad söövad ja hingavad ning kuidas nad elavad sügava ookeani äärmuslike temperatuuride ja rõhkude käes.
"Tahame teada, kuidas nad seal elavad, " ütleb meeskonna kaasjuht William Brazelton, Utahi ülikooli mikrobioloog.
2000. aastal avastatud Lost City on üks väheseid teadaolevaid kohti, nagu see planeedil. Erinevalt levinumatest hüdrotermiliste õhuavade tüüpidest, nagu mustad suitsetajad ja metaani imbumine, ei õhuta Lost City vulkaaniline aktiivsus. Pigem luuakse tuulutusavad siis, kui merevesi kohtub Maa vahevööst tuleneva kivimiga, tekitades gaasi ja energia protsessis, mida nimetatakse serpentiniseerumiseks. Nendest tuulutusavadest pärit kaltsiumirikas vesi reageerib seejärel merevees sisalduva süsinikuga, moodustades Lost City ikoonilised karbonaatkorstnad.
Kadunud linna karbonaatsed korstnad on ette nähtud 2005. aasta ekspeditsiooni käigus hüdrotermilise õhutussüsteemi juurde. (D. Kelley / M. Elend / UW / URI-IAO / NOAA / Kadunud linna teadustiim) Korstnatest eralduv vesinikgaas pakub kadunud linnas elavatele mikroobidele rohkesti energiaallikat. "See on kõige lähedasem tasuta lõunasöögiks, mida universum pakub, " ütleb Brazelton. Korstnad eraldavad ka metaani, mis on orgaaniline molekul, mis on rikas energiaallikas paljudele eluviisidele.
Ehkki energiat on küllaga, pole veel selge, kust süvamere ökosüsteemis olevad mikroobid süsiniku või toitaineid saavad. Lõuna-Carolina ülikooli geokeemiku Susan Langi sõnul on selle mõistatuse lahendamine ekspeditsiooni üks peamisi ülesandeid.
"Üks küsimus, kuhu proovime järele jõuda, on see, mille pärast need mikroobid välja kraapivad?" Ütleb ta. "Elu otsib alati millegi järele."
Kolmenädalase ekspeditsiooni ajal saadavad USA mereväe uurimislaeva (R / V) Atlantis pardal olevad teadlased Jasoni nimelise kaugjuhitava sõiduki (ROV), mis asub umbes 2600 jala kaugusel Lost Citysse, et proove koguda. "Jason näeb välja nagu tagant väljuva suure sabaga linnamaastur, " ütleb ookeaniteaduste Bigelowi laboratooriumi mikrobioloog Beth Orcutt, kes on küll ekspeditsiooniga seotud, kuid ei lähe ise kaasa. "Teadlased kasutavad Jasonit merepõhja silmade ja kätena."
Jason kogub merepõhjast setteid ja võtab Lost City korstnatest välja väikesed proovid, kuid enamasti kogub Jason vett. Ekspeditsiooniteadlased plaanivad koguda korstnatest voolav vett, et hõivata mikroobid, kes elavad sügaval Atlantis'i massiivi piirkonnas. Teadlaste hüpotees on, et mäestiku mikroobid viivad ökosüsteemi süsinikku ja toitaineid, mis võimaldab korstnate pinnal mikroobide elu.
"See näitaks, et maa on tihedalt ühendatud süsteem, " ütleb Lang. "Isegi tõeliselt veidrad organismid, kes elavad merepõhjas, võimaldavad elu pinnal."
ROV Jason, mis uurib Lost Cityt ja võtab sel kuul proove. (Tom Kleindinst / Woods Hole'i okeanograafiaasutus) Mikroobide ellujäämise määramine mäestikus, kus serpentiniseerimisprotsessi ümbritsevad elamiskõlbmatud tingimused, võib anda ka ülevaate võimalikest eludest teistel planeetidel. Kuna koostisosad on suhteliselt lihtsad (kivi- ja merevesi) ning keskkond on hapnikuvaba, võivad Atlantise mikroobid olla aken maaväliste eluvormide juurde.
"See on näide ökosüsteemi tüübist, mis võiks Enceladusel või Europa'il olla aktiivne just sellel sekundil, " ütles Brazelton, viidates Saturni ja Jupiteri vesistele kuudele "ja võib-olla ka Marsile minevikus."
ROV Jason kogub iga päev umbes 30 liitrit merevett. Osa kogutud veest hoitakse edaspidiseks uurimiseks sügavkülmikutes, osa aga analüüsitakse kohapeal, et mõõta keemilist koostist ning mikroobide ja viiruste populatsioone. Järgnevate aastate jooksul selgitab merevee proovide geneetiline testimine, millised mikroobid selles äärmuslikus keskkonnas elavad ja kuidas neil õnnestub ellu jääda.
On ka teadlasi, kes usuvad, et Lost City või mõni selline koht võib olla seal, kus elu Maal algas. "See on hea süsteem sinna, kuhu on juba varakult arenenud, " sõnas Lang. Lost City korstnate seinte väikesed poorid koos aluselise (erinevalt happelise) mereveega ja piiramatu energiaallikaga vesinikgaasis võivad pakkuda Goldilocksile tingimusi, mis on vajalikud spontaanseks eluks.
"Näib, et Lost City geokeemia ja geoloogia tulevad kokku viisil, mis lahendaks elutegevuse energeetilise kana- ja munaprobleemi, " ütles ekspeditsiooniga mitte seotud Harvardi ülikooli mikrobioloog Jeffrey Marlow. „Kana ja muna“ probleem viitab asjaolule, et rakk vajab biomolekulide loomiseks energiat ja energia rakendamiseks on vaja biomolekule.
Marlow leiab, et on usutav, et Lost City korstna pooridesse keerlev kõrge pH tasemega vesi võib luua elu alustamiseks soodsad tingimused. Gaasiline vesinik ja muud poorides segunevad molekulid võivad luua raku, mis on tuntud kui protoraku, eelkursori.
Skaneeriva elektronmikroskoobiga tehtud pilt paljastab Lost City korstnatel ja nende sees asuvatest mikroobidest tehtud hägused biokiled. (Tomaso Bontognali, Susan Langi ja Gretchen Früh-Greeni nimel) Muud kohad, näiteks Lost City, eksisteerivad süvameres, kuid nende leidmine on osutunud raskeks. Kuna serpentiniseerimise kõrvalsaadused on suhteliselt armeed - enamasti vesiniku ja metaani -, pole Lost City-l sarnastel saitidel tugevaid biosignaate nagu teistel hüdrotermilistel õhutussüsteemidel, näiteks mustad suitsetajad, mis juhivad väävligaasi. "Võib arvata, et Lost City-taolised saidid on üsna levinud, me lihtsalt ei tea, kus nad asuvad, " ütleb Lang. "Praegu ütleksime, et Lost City on ainulaadne, kuid tõenäoliselt pole see üksi."
Teise kadunud linna leidmine tundub varsti ebatõenäoline, kuna enamik ookeani pole inimesed kunagi uurinud. "Me oleme näinud vaid väikest osa merepinnast, " räägib Marlow. "Avastamist on nii palju veel." Ameerika Ühendriikide riikliku ookeaniteenistuse andmetel on inimesed kaardistanud või vaadanud vähem kui 20 protsenti ookeanist.
Sügav ookean on teadlaste jaoks sama palju piiri kui süvakosmos. Teadlased alles hakkavad mõistma, kuidas mitmekesine elu toimib merepõhja lähedal asuvates äärmuslikes ökosüsteemides. Teadlased pole ainsad, kes süvamere poole vaatavad. Maavarad, nagu nikkel, koobalt, hõbe ja kuld, on suurendanud huvi kaevandusettevõtete vastu, kes investeerivad üha enam tulevase süvamere kaevandamisse.
"Kui ma õppisin süvamere õppimise kohta, oli mõte, et merepõhjas on mineraale, mida tööstused võiksid kaevandada, täiesti ulmeline idee, kuna see polnud üldse majanduslikult otstarbekas, " ütles Orcutt. Kuid nüüd on vajalikud tehnoloogiad siin ja Rahvusvaheline Merepõhja Amet (ÜRO agentuur, mis annab loa kaevandamiseks rahvusvahelistes vetes) annab igal aastal välja kaevandamise lubasid. Üks selline 2017. aasta augustis välja antud luba andis Poolale õiguse kasutada merepõhja ala, kus Lost City asub.
"Mesitarude" struktuur kadunud linnas. (Deborah Kelley nõusolekul, Washingtoni ülikool) Mõned mereteadlased väidavad, et merepõhja kaevandamine enne, kui saame aru selle põhibioloogiast, võiks olla katastroofi retsept. "Nagu kõigi piiride puhul, on muutusi üsna lihtne mõjutada, isegi teadmata, mis seal on või mis haavatavused on, " ütleb Lisa Levin, süvamere bioloog ja Deep Ocean Stewardship Initiative'i asutaja, mille eesmärk on teadlasi tuua, majandusteadlased, poliitikaeksperdid ja tööstuse esindajad koos süvamere kasutamise küsimustes. Levin ütleb, et kui Poola sai õiguse kaotatud linna ümbruse kaevandusele, tõstis ta süvamere mikrobioloogidele punase lipu. "See oli katalüütiline sündmus."
Paljud süvamereuurijad kutsuvad nüüd üles kaotatud linna ja selliseid paiku säästma, rõhutades sügava ookeani mikrobioloogia globaalset tähtsust, mis aitab kaasa toitainete tsüklitele, kliima leevendamisele ja geneetilisele mitmekesisusele. "Tahame juhtida tähelepanu elu nähtamatule osale, " ütleb Orcutt, kes on korraldanud teaduskoosolekuid süvamere kaevandamise mõjude kohta mikroobide aktiivsusele. “Merepõhjal on väärtus. Iga kord, kui teadlased ookeani põhja lähevad, avastatakse uusi liike. Seal on nii palju ookeani, millest me ei tea. ”
Selle kuu ekspeditsioon Lost City aitab meil natuke lähemalt tutvuda allpool asuvate salapäraste maailmadega.
