A Lost City ül az Atlanti-óceán közepén, egy 10 000 láb felett a tengerfenék fölé emelkedő víz alatti hegy tetején. Fehér tornyok százai bukkantak fel a sötét óceánba, kiterjedve egy városrész területére, és 30 és 200 láb között magasodva. A hidrogéngázzal töltött forró lúgos folyadékok ezen természetes tornyok tetejétől a Közép-atlanti hegygerincen közvetlenül keletre fekvő vizekbe szállnak.
A hosszú elhagyott metropolisznak valójában mikroszkopikus élet jellemzi. Az Lost City mikrobiális lakosainak billiói, akik az Atlantis-hegység tetején ültek el, a tudósok lenyűgözővé váltak. Ezek a mikrobák, amelyek az Atlanti-óceán mélyén lévõ hidrotermikus légtelenítési mezõben virágznak, titkot tartanak az élet ilyen túl ellenséges környezetben való túlélésének - és még a földi élet eredetére utalásokat is tartalmazhatnak.
Holnap, szeptember 8-án, 22 kutatóból, mikrobiológusból, geológusból és óceáni kutatóból álló csoport évek óta először utazik Lost Citybe. Ez a tudóscsoport azt akarja tudni, hogyan élnek elveszett város mikrobái, mit esznek és lélegeznek, és hogyan maradnak fenn a mély óceán szélsőséges hőmérsékletein és nyomásán.
"Tudni akarjuk, hogy élnek ott" - mondja William Brazelton, az Utah-i Egyetem mikrobiológusának csapatvezetője.
A 2000-ben felfedezett Lost City egyike annak a kevés ismert helynek, mint például a bolygón. A hidrotermikus szellőzőnyílások általános típusaival ellentétben, mint például a fekete dohányosok és a metánszivárgások, a Lost City nem működik a vulkáni aktivitással. Inkább a szellőzőnyílások akkor keletkeznek, amikor a tengervíz a föld köpenyéből származó kőzettel találkozik, és így a szerpentinizációnak nevezett folyamat során gázt és energiát hoz létre. Ezekből a szellőzőnyílásokból származó kalciumban gazdag víz reagál a tengervízben lévő szénnel, és így Lost City ikonikus karbonátkéményei képződnek.
Az elveszett város karbonátkéményeit a hidrotermikus szellőzőrendszer 2005. évi expedíciója során ábrázolták. (D. Kelley / M. Elend / UW / URI-IAO / NOAA / Az Elveszett Város Tudományos Csoportja) A kéményekből származó hidrogéngáz bőséges energiaforrást biztosít az Lost Cityben élő mikrobák számára. "Ez a legmegfelelőbb egy ingyenes ebédhez, amelyet az univerzum nyújt" - mondja Brazelton. A kémények a metánt is szabadítják fel, amely egy szerves molekula, amely sokféle élet számára gazdag energiaforrás.
Noha az energia bőséges, még nem egyértelmű, hogy a mélytengeri ökoszisztéma mikrobái mikor nyerik szén- vagy tápanyagaikat. A csapat társvezetőjének, Susan Langnak, a dél-karolinai egyetem geokémikusának szerint e rejtély megoldása az expedíció egyik elsődleges feladata.
"Az egyik kérdés, amelyre utalunk, az, hogy mit keresnek ezek a mikrobák?" - mondja. "Az élet mindig valamit keres."
A háromhetes expedíció során az Atlantis amerikai haditengerészeti kutatóhajón (R / V) tartózkodó tudósok Jason nevű távolról működtetett járművet (ROV) küldnek mintegy 2600 méterre az Lost Citybe minták gyűjtésére. "Jason úgy néz ki, mint egy nagy farokkal terepjáró, amely a hátsó részéből jön ki" - mondja Beth Orcutt, az óceántudományi Bigelow laboratórium mikrobiológusa, aki részt vesz az expedíción, de nem megy maga el. "A tudósok Jason-ot használják, mint szemét és karját a tengerfenékre."
Jason összegyűjti az üledéket a tengerfenékről és kis mintákat vesz a Lost City kéményekből, de Jason többnyire vizet gyűjt. Az expedíció tudósai azt tervezik, hogy a kéményekből kifolyó vizet összegyűjtenek, hogy elfogják az Atlantis-hegység mélyén élő mikrobákat. A kutatók arra utalnak, hogy a hegyi mikrobák szén- és tápanyagokat vezetnek az ökoszisztémához, ami lehetővé teszi a mikrobák életét a kémények felületén.
"Megmutatná, hogy a föld szorosan összekapcsolt rendszer" - mondja Lang. "Még a tengerfenéken élő, furcsa élőlények is lehetővé teszik az élet a felszínen."
A ROV Jason, amely meglátogatja az elveszett várost, és mintákat vesz ebben a hónapban. (Tom Kleindinst / Woods Hole Oceanográfiai Intézet) Annak meghatározása, hogy a mikrobák miként élnek túl a hegyen, ahol a szerpentinizációs folyamat körül nem megfelelő körülmények között szerepel, bepillantást nyújthat más bolygók életébe is. Mivel az összetevők viszonylag egyszerűek (szikla- és tengervíz), és a környezet oxigénmentes, az Atlantison belüli mikrobák ablakot képezhetnek a földön kívüli életformák számára.
"Ez egy példa egy olyan ökoszisztéma-típusra, amely ebben a pillanatban Enceladuson vagy Európában aktív lehet" - mondta Brazelton, utalva a Saturn és Jupiter vizes holdjaira, "és talán a Marsra a múltban".
A ROV Jason naponta mintegy 30 liter tengervizet fog gyűjteni. Az összegyűjtött víz egy részét fagyasztóban tárolják a jövőbeni kutatás céljából, míg részben a helyszínen elemzik a kémiai összetétel, valamint a mikroba- és víruspopulációk mérése céljából. A következő években a tengervízminták genetikai tesztelése megvilágítja, hogy milyen mikrobák élnek ebben a szélsőséges környezetben, és hogyan tudnak túlélni.
Vannak olyan tudósok is, akik úgy vélik, hogy az Elveszett város, vagy egy olyan hely, mint az, ahol az élet megkezdődött a Földön. "Ez egy jó rendszer arra, ahol a korai élet kialakulhatott" - mondta Lang. A Lost City kémények falában lévő kis pórusok, a bázikus (szemben a savas) tengervízzel és a hidrogéngáz korlátlan energiaforrásával kombinálva biztosíthatják a spontán élethez szükséges Goldilocks-körülményeket.
"Úgy tűnik, hogy a Lost City geokémia és geológia úgy oldódik meg, hogy megoldja az élet eredetével kapcsolatos energikus csirke- és tojásproblémákat" - mondta Jeffrey Marlow, a Harvard Egyetem mikrobiológusa, aki nem vesz részt az expedíción. A „csirke-tojás” probléma arra utal, hogy egy sejtnek energiára van szüksége a biomolekulák létrehozásához, és biomolekulákra van szükség az energia felhasználásához.
Marlow szerint valószínű, hogy a Lost City kéménypórusain kavargó magas pH-értékű víz kedvező feltételeket teremthet az élet megkezdéséhez. A hidrogéngáz és más molekulák összekeveredve a pórusokban elő-kurzort képezhetnek egy sejt számára, amelyet protocellának hívnak.
A pásztázó elektronmikroszkópos kép feltárja a Lost City kéményekben és azok belsejében található mikrobákból készült zavaros biofilmeket. (Tomaso Bontognali, Susan Lang és Gretchen Früh-Green jóvoltából) Más helyek, például a Lost City léteznek a mélytengeren, ám ezeket nehéznek találták. Mivel a szerpentinizáció melléktermékei viszonylag hétköznapi - többnyire hidrogén és metán - az olyan helyek, mint a Lost City, nem rendelkeznek erős biológiai szignatúrákkal, mint más hidrotermikus szellőzőrendszerek, például a kéngázt kifújt fekete dohányosok. "Azt gondolnánk, hogy a Lost Cityhez hasonló helyek nagyon elterjedtek, csak nem tudjuk, hol vannak" - mondja Lang. "Jelenleg azt mondanánk, hogy a Lost City egyedülálló, de valószínűleg nem egyedül."
Hamarosan valószínűtlen egy másik elveszett város megtalálása, mivel az óceán nagy részét az emberek még soha nem fedezték fel. "Csak egy apró részét láttuk a tengerfenékről" - mondja Marlow. „Ennél sokkal többet lehet felfedezni.” Az Egyesült Államok Nemzeti Óceánszolgálata szerint az óceán kevesebb, mint 20% -át az emberek térképezték vagy megfigyelték.
A mély óceán ugyanolyan határt jelent a tudósok számára, mint a mély űr. A kutatók csak most kezdik megérteni, mennyire változatos az élet az extrém ökoszisztémákban a tengerfenék közelében, és a tudósok nem csak a mélytengeri kutatók. Az ásványkincsek, például a nikkel, a kobalt, az ezüst és az arany, a bányászati társaságok érdeklődését vonzták fel, akik egyre inkább befektetnek a jövőbeni mélytengeri kiaknázásba.
"Amikor hallgató voltam, hogy megismerjem a mélytengert, az a gondolat, hogy vannak olyan ásványok a tengerfenéken, amelyeket az iparágak érdemelhetnek az enyémre, teljesen sci-fi ötlet volt, mert egyáltalán nem volt gazdaságilag életképes" - mondta Orcutt. De most itt vannak a szükséges technológiák, és a Nemzetközi Tengerfenék Hatóság (az Egyesült Nemzetek Szervezete, amely engedélyezi a bányászatot a nemzetközi vizekben) minden évben kiadja a bányászati kutatások engedélyét. Az egyik ilyen, 2017. augusztusban kiadott engedély megadta Lengyelországnak a tengerfenék azon területének kiaknázásának jogát, ahol a Lost City található.
"Kaptár" szerkezet az elveszett városban. (Deborah Kelley jóvoltából, a washingtoni egyetem) Egyes tengeri tudósok szerint a tengerfenék bányászata, még mielőtt megértjük annak alapvető biológiáját, lehet a katasztrófa receptje. "Csakúgy, mint bármely más határnál, meglehetősen könnyű befolyásolni a változásokat anélkül, hogy tudnánk, hogy mi vagy mi a sebezhetőség" - mondja Lisa Levin, a mélytengeri biológus és a Deep Ocean Stewardship Initiative társalapítója, amelynek célja a tudósok bevonása, a közgazdászok, a szakértők és az ipar képviselői közösen a mélytengeri kiaknázás kérdéseiről. Levin azt mondja, hogy amikor Lengyelország megkapta a Lost City körüli terület bányászati jogát, vörös zászlót emelt a mélytengeri mikrobiológusok számára. "Ez egy katalitikus esemény volt."
Sok mélytengeri kutató most felszólítja a Lost City és az ahhoz hasonló helyek megőrzését, kiemelve a mély óceán mikrobiológiájának globális jelentőségét, amely hozzájárul a tápanyag-ciklusokhoz, az éghajlat enyhítéséhez és a genetikai sokféleséghez. "Felhívjuk a figyelmet az élet láthatatlan részére" - mondja Orcutt, aki tudományos találkozókat szervez a mélytengeri bányászatnak a mikrobiális tevékenységre gyakorolt hatásáról. „A tengerfenéknek van értéke. Minden alkalommal, amikor a tudósok az óceán fenekére mennek, új fajokat fedeznek fel. Olyan sok az óceán van, amelyről nem tudunk. "
A Lost City expedíciójának ez a hónapja segít kicsit többet megtudni az alábbi rejtélyes világokról.
