บาคาร่า ‎จุลินทรีย์ที่ลิ้มลองบนหินบดเจริญเติบโตในทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ําแข็งของแอนตาร์กติกา‎

บาคาร่า ‎จุลินทรีย์ที่ลิ้มลองบนหินบดเจริญเติบโตในทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ําแข็งของแอนตาร์กติกา‎

‎ โดย ‎‎ ‎‎ ‎‎แฮร์รี่เบเกอร์‎‎ ‎‎ ‎‎เผยแพร่เมื่อ ‎‎05 กรกฎาคม 2021‎ บาคาร่า ‎มันสามารถให้เบาะแสว่าชีวิตนอกโลกอาจพัฒนาบนดาวเคราะห์ดวงอื่นได้อย่างไร‎

The field location including the tents and labs set up at Subglacial Lake Whillans, in Antarctica.‎สถานที่สนามรวมถึงเต็นท์และห้องปฏิบัติการที่ตั้งขึ้นที่ Subglacial Lake Whillans ในแอนตาร์กติกา‎‎ ‎‎(เครดิตภาพ: จอห์น พริสคู/มหาวิทยาลัยบริสตอล)‎

‎จุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ในทะเลสาบที่ปกคลุมด้วยน้ําแข็งในแอนตาร์กติกากําลังเลี้ยงบนหินบด

นักวิจัยได้ค้นพบ และสัตว์เลื้อยคลานตัวน้อยกําลังเจริญรุ่งเรือง ‎

‎ทะเลสาบ Subglacial เป็นแหล่งน้ําจืดซึ่งส่วนใหญ่พบใน‎‎แอนตาร์กติกา‎‎ติดอยู่ระหว่างเปลือก‎‎โลก‎‎หรือที่นอนและแผ่นน้ําแข็งหนา – บางครั้งหนาหลายไมล์หนา ทะเลสาบเหล่านี้เต็มไปด้วยจุลินทรีย์หลากหลายชนิดที่กินสารอาหารในน้ํา อย่างไรก็ตาม, จนถึงขณะนี้นักวิจัยไม่แน่ใจว่าสารอาหารเหล่านี้มาจากไหน. ‎‎ทะเลสาบ Subglacial กัดเซาะตามธรรมชาติเมื่อเวลาผ่านไปเมื่อระดับน้ําของพวกเขาเพิ่มขึ้นและลดลง ในการศึกษาใหม่นักวิจัยได้จําลองการกัดเซาะนี้ในห้องปฏิบัติการโดยการบดตัวอย่างตะกอนที่นํามาจากทะเลสาบ Whillans ซึ่งเป็นทะเลสาบย่อยขนาด 23 ตารางไมล์ (60 ตารางกิโลเมตร) ที่ฝังอยู่ใต้น้ําแข็ง 2,600 ฟุต (800 เมตร) ในแอนตาร์กติกาและเปิดเผยว่าสารเคมีที่สําคัญที่จําเป็นต่อการสร้างชุมชนจุลินทรีย์อย่างไร‎

‎ที่เกี่ยวข้อง: ‎‎ดูภาพถ่ายของทะเลสาบย่อยแอนตาร์กติกานี้‎ 

‎”การศึกษาของเราแตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับการศึกษาก่อนหน้านี้เกี่ยวกับทะเลสาบ subglacial” ผู้เขียนนํา Beatriz Gill Olivas นักกลาซิสที่มหาวิทยาลัยบริสตอลในสหราชอาณาจักรกล่าวกับ Live Science “การศึกษาก่อนหน้านี้ได้ดูว่าการกัดเซาะของ bedrock สามารถผลิตก๊าซในสภาพแวดล้อม subglacial ได้อย่างไร แต่การศึกษาของเราไปไกลกว่านั้นโดยดูว่าการกัดเซาะสามารถปล่อยแหล่งสารอาหารที่สําคัญทางชีวภาพไปยังน้ําได้อย่างไร”‎

‎การค้นพบอาจมี “ผลกระทบที่น่าตื่นเต้น” สําหรับการศึกษาว่าชีวิตจุลินทรีย์อาจพัฒนาที่อื่นในจักรวาลได้อย่างไรเธอเสริม‎

‎บดตะกอน ‎

‎ทะเลสาบวิลแลนส์ผ่านช่วงเวลาของการอุดและระบายน้ํา เมื่อเต็มจะเรียกว่าขาตั้งสูงและเมื่อมันระบายน้ําทะเลสาบถือว่าเป็นขาตั้งต่ํา ความแตกต่างของความลึกระหว่างขาตั้งสูงและต่ําในทะเลสาบ Whillans อยู่ที่ประมาณ 13 ฟุต (4 เมตร): ขาตั้งสูงถึงความลึก 39 ฟุต (12 เมตร) ลดลงถึงความลึก 26 ฟุต (8 เมตร) ที่ขาตั้งต่ํา แต่ที่ขาตั้งต่ํา, ลําธารน้ําแข็ง — ทางเดินของการไหลอย่างรวดเร็วภายในแผ่นน้ําแข็ง- เข้ามาสัมผัสโดยตรงกับพื้นที่ขนาดใหญ่ของทะเลสาบ, กิลล์โอลิวาสกล่าวว่า.” ดังนั้นคุณอาจคาดหวังว่าจะได้เห็นการกัดเซาะบางอย่าง”‎

‎ทะเลสาบ Whillans ยังเป็นส่วนหนึ่งของระบบอุทกวิทยาที่ใหญ่กว่าและการกัดเซาะที่เกิดขึ้นในพื้นที่

ที่เชื่อมต่อกันสามารถป้อนสารเคมีลงในทะเลสาบขนาดใหญ่ Gill Olivas กล่าวว่า‎

‎นักวิจัยจําลองการกัดเซาะนี้ในห้องปฏิบัติการโดยการบดตัวอย่างตะกอนจากทะเลสาบ Whillans และทิ้งไว้ในน้ําที่ 32 องศาฟาเรนไฮต์ (0 องศาเซลเซียส) โดยไม่มี‎‎ออกซิเจน‎‎เลียนแบบเงื่อนไขที่พบภายในทะเลสาบ‎‎นักวิจัยวิเคราะห์ตัวอย่างตะกอนที่ได้จากโครงการขุดเจาะการเข้าถึงย่อยของกระแสน้ําแข็ง Whillans นักวิทยาศาสตร์ใช้สว่านน้ําร้อนเพื่อสร้างหลุมเจาะผ่านแผ่นน้ําแข็งหนาก่อนที่จะเก็บตัวอย่างด้วยสว่านที่ผ่านการฆ่าเชื้อ‎

Taken from a different project which involved drilling another subglacial lake, Lake Mercer, the photo shows the borehole and hot water drill.‎ภาพนี้ถ่ายจากโครงการอื่นที่เกี่ยวข้องกับการขุดเจาะทะเลสาบย่อยอีกแห่งหนึ่งคือทะเลสาบเมอร์เซอร์ภาพแสดงหลุมเจาะและน้ําร้อน ‎‎(เครดิตภาพ: บิลลี่ ‎การปล่อยสารเคมี ‎‎นักวิจัยทิ้งหินบดที่จมอยู่ใต้น้ํานานกว่า 40 วันแล้ววิเคราะห์น้ําเพื่อดูว่าสารเคมีใดได้รับการปล่อยตัวจากตะกอน พวกเขาพบสารเคมีต่าง ๆ มากมายรวมถึง‎‎ไฮโดรเจน‎‎มีเทน‎‎คาร์บอน‎‎ไดออกไซด์และแอมโมเนียม ‎

‎สารเคมีเหล่านี้ส่วนใหญ่จะถูกปล่อยออกมาจากตะกอนทันทีเมื่อถูกบดขยี้‎‎”ในระหว่างการบดตะกอนจะถูกย่อยสลายเป็นอนุภาคขนาดเล็กมาก” Gill Olivas กล่าว “ด้วยเหตุนี้ฟองอากาศด้วยกล้องจุลทรรศน์ที่พบในแร่ธาตุที่เรียกว่าการรวมของเหลวสามารถแตกเปิดออกเพื่อปล่อยก๊าซและของเหลวที่ติดอยู่ในฟองอากาศเหล่านี้ก่อนหน้านี้” ‎‎ก๊าซที่ติดอยู่ระหว่างตะกอนแต่ละเม็ดจะถูกปล่อยลงสู่น้ําด้วยเธอเพิ่ม ‎‎อย่างไรก็ตาม, อื่น ๆ ถูกสร้างขึ้นเมื่อเวลาผ่านไปเป็นแร่ธาตุบางอย่างละลายหรือทําปฏิกิริยากับโมเลกุลอื่น ๆ ในน้ํา.‎‎ชุมชนจุลินทรีย์ ‎‎จุลินทรีย์กลุ่มหนึ่งที่เรียกว่าเมทาโนโทรฟกินก๊าซมีเทนเพื่อสร้างพลังงานในการเจริญเติบโต สิ่งที่ตรงกันข้ามเกิดขึ้นในเมทาโนเจนซึ่งสร้างพลังงานโดยการแปลงไฮโดรเจนและคาร์บอนไดออกไซด์เป็นก๊าซมีเทน ทะเลสาบยังมี‎‎แบคทีเรีย‎‎พิเศษที่ได้รับพลังงานโดยการแปลงแอมโมเนียมเป็นไนไตรต์แล้วเป็นไนเตรตซึ่งเป็นกระบวนการที่เรียกว่าไนตริฟิเคชั่น ‎ บาคาร่า