แผ่นดินไหวทำสิ่งที่ไม่คาดคิดกับชีวิตใต้เยลโลว์สโตน

นักวิจัยได้ตรวจสอบว่าแผ่นดินไหวส่งผลกระทบต่อสิ่งมีชีวิตใต้ดินในเยลโลว์สโตนอย่างไร ซึ่งพวกมันเจริญเติบโตได้ไกลจากความอบอุ่นและพลังงานของดวงอาทิตย์

ในการศึกษาที่ตีพิมพ์เมื่อวานนี้ในวารสาร PNAS Nexus ทีมงานได้ศึกษาว่าแผ่นดินไหวขนาดเล็กในปี 2021 มีอิทธิพลต่อจุลินทรีย์ในหินและระบบน้ำใต้ Yellowstone Plateau Volcanic Field อย่างไร สิ่งมีชีวิตเหล่านี้ดึงพลังงานไม่ได้จากการสังเคราะห์ด้วยแสง แต่จากปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของน้ำผ่านหินที่แตกหัก ผลลัพธ์ของบทความนี้สามารถให้ข้อมูลเชิงลึกว่าชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้อย่างไรในสถานที่ที่ไม่คาดคิด และมีความหมายต่อการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก

“พลังงานจากการสั่นสะเทือน เช่น พลังงานที่ปล่อยออกมาจากการแผ่นดินไหว สามารถทำให้หินแตกและเปลี่ยนแปลงเส้นทางการไหลของของเหลวใต้ผิวดิน ปลดปล่อยสารตั้งต้นจากส่วนประกอบภายใน และเปิดพื้นผิวแร่สดที่สามารถทำปฏิกิริยากับน้ำได้” ทีมงานเขียนไว้ในการศึกษา เหตุการณ์ทั้งหมดนี้สามารถกระตุ้นปฏิกิริยาเคมี “สดใหม่” ดังที่อธิบายไว้ใน แถลงการณ์ของ PNAS Nexus ซึ่งปรับเปลี่ยนชนิดของพลังงานที่จุลินทรีย์สามารถเข้าถึงได้ “อย่างไรก็ตาม ยังไม่ชัดเจนว่าการเปลี่ยนแปลงที่เกิดจากแผ่นดินไหวมีอิทธิพลต่อชุมชนจุลินทรีย์อย่างไร”

เพื่อแก้ไขช่องว่างนี้ นักวิจัยได้เก็บตัวอย่างน้ำจากหลุมเจาะ (รูที่มนุษย์สร้างขึ้นเพื่อใช้ในการวิเคราะห์) ที่ขอบด้านตะวันตกของทะเลสาบเยลโลว์สโตนห้าครั้งในปี 2021 วิธีการนี้เผยให้เห็นการเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญของไฮโดรเจน ซัลไฟด์ และคาร์บอนอินทรีย์ละลายหลังแผ่นดินไหว ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่สำคัญสำหรับสิ่งมีชีวิตจำนวนมากที่อาศัยอยู่ใต้ดิน พวกเขายังสังเกตเห็นระดับเซลล์แพลงก์ตอนที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้บ่งชี้ว่าในคอลัมน์น้ำมีจุลินทรีย์มากกว่าที่เคยสังเกตได้ก่อนเกิดแผ่นดินไหว

การเปลี่ยนแปลงทางเคมีและชีวภาพเหล่านี้บ่งชี้ว่ากลุ่มแผ่นดินไหวได้เพิ่มทรัพยากรที่จุลินทรีย์สามารถใช้ได้ชั่วคราว ยิ่งไปกว่านั้น พวกเขายังบันทึกการเปลี่ยนแปลงชนิดของโมเลกุลเมื่อเวลาผ่านไป นี่เป็นสิ่งที่น่าสังเกตเป็นพิเศษ เนื่องจากโดยปกติแล้วนักวิจัยจะถือว่าชุมชนจุลินทรีย์ใต้ดินในชั้นหินอุ้มน้ำทวีปค่อนข้างคงที่ อย่างไรก็ตาม ระบบใต้ผิวดินที่เป็นปัญหาดูเหมือนจะเปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วและชัดเจนเพื่อตอบสนองต่อพลังงานจากการสั่นสะเทือน

ทีมงานสรุปว่าพลังงานจลน์ (พลังงานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่) ของแผ่นดินไหวสามารถส่งผลกระทบต่อเคมีและชีววิทยาของของเหลวในชั้นหินอุ้มน้ำ ซึ่งเป็นพื้นที่ใต้ดินของหินที่อิ่มตัวด้วยน้ำที่สามารถส่งน้ำไปยังบ่อน้ำและน้ำพุได้ ผลลัพธ์ของพวกเขาชี้ให้เห็นว่าแม้แต่เหตุการณ์แผ่นดินไหวขนาดเล็กก็สามารถนำไปสู่การเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในระบบนิเวศใต้ดินได้

เยลโลว์สโตนไม่ใช่ภูมิภาคเดียวที่มีกิจกรรมแผ่นดินไหวเป็นประจำ ดังนั้นแผ่นดินไหวที่คล้ายกันในที่อื่น ๆ อาจกระตุ้นให้เกิดการเปลี่ยนแปลงที่คล้ายกันกับแหล่งพลังงานใต้ดิน หากกระบวนการนี้แพร่หลาย อาจช่วยอธิบายได้ว่าจุลินทรีย์อยู่รอดได้อย่างไรในสภาพแวดล้อมที่ลึกและโดดเดี่ยว

ยิ่งไปกว่านั้น มันมีความหมายต่อชีวิตนอกโลก หากกลไกที่คล้ายกันเกิดขึ้นบนดาวเคราะห์หินอื่น ๆ ที่มีน้ำ ก็อาจขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับแหล่งที่อยู่อาศัยที่เป็นไปได้สำหรับสิ่งมีชีวิตขนาดเล็กนอกโลกในสถานที่ต่างๆ เช่น ดาวอังคาร