L'équipe a découvert que la formation de ces produits chimiques est grandement renforcée par les minéraux présents dans la mer.
"Ce travail fournit un nouvel aperçu important surdisponibilité de ressources que les communautés microbiennes souterraines peuvent utiliser pour se maintenir. C’est fondamental pour comprendre la vie sur Terre et limiter l’habitabilité d’autres planètes comme Mars. »
Justine Sauvage, chercheuse à l'Université de Göteborg
Le processus derrière les résultatsgroupe de recherche, appelé radiolyse de l'eau - est la division des molécules d'eau en hydrogène et oxydants à la suite d'une exposition à un rayonnement naturel. Les molécules qui en résultent deviennent la principale source de nourriture et d'énergie pour les microbes vivant dans les sédiments.
Les sédiments marins améliorent en faitla production de ces produits chimiques bénéfiques. S'il y a la même quantité de rayonnement dans l'eau propre et dans les sédiments humides, il y aura beaucoup plus d'hydrogène dans les sédiments humides. Les précipitations rendent la production d'hydrogène beaucoup plus efficace.
La raison pour laquelle ce processus est amélioré dans les sédiments humides n'est pas claire, mais les scientifiques pensent que les minéraux dans les sédiments peuvent se comporter comme des semi-conducteurs, ce qui rend le processus plus efficace.
Ces découvertes sont le résultat d'une série de travaux de laboratoireexpériences menées au centre de recherche nucléaire de Rhode Island. Les scientifiques ont irradié des flacons de sédiments humides provenant de divers endroits des océans Pacifique et Atlantique collectés par le Programme intégré de forage océanique et les navires de recherche américains. Ils ont ensuite comparé la production d'hydrogène à des tubes d'eau de mer et d'eau distillée irradiés de manière similaire. Le sédiment a multiplié par 30 les résultats.
« Cette recherche représente une combinaison unique d’expériences complexes en laboratoire intégrées dans un contexte biologique global. »
Arthur Spivak, professeur d'océanographie à l'URI.
Si la vie peut être soutenue dans la marine souterrainesédiments et autres environnements souterrains en raison de la division radioactive naturelle de l'eau, il est possible de maintenir la vie de la même manière dans d'autres mondes. Certains des mêmes minéraux sont présents sur Mars, et tant que ces minéraux catalytiques humides sont présents, ce processus se poursuivra. Si la production de produits chimiques radiolytiques à des taux élevés peut être catalysée dans l'intérieur humide de Mars, alors la vie peut potentiellement être maintenue au même niveau que dans les sédiments marins.
Les résultats de l'équipe de recherche ont égalementimportance pour l'industrie nucléaire, y compris comment stocker les déchets nucléaires et comment gérer les accidents nucléaires. Si les déchets nucléaires sont stockés dans des sédiments ou des roches, ils peuvent générer de l'hydrogène et des oxydants plus rapidement que l'eau pure. Cette catalyse naturelle peut rendre ces systèmes de stockage plus agressifs qu'on ne le pense généralement.
Les prochaines étapes de l'équipe de recherche serontétude de l'effet de la production d'hydrogène par radiolyse dans d'autres environnements sur Terre et au-delà, y compris la croûte océanique, la croûte continentale et l'intérieur de Mars. Ils chercheront également à approfondir leur compréhension de la façon dont les communautés microbiennes souterraines vivent, interagissent et se développent lorsque leur principale source d'énergie provient de la dégradation radiolytique naturelle de l'eau.
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