Het team ontdekte dat de vorming van deze chemicaliën enorm wordt bevorderd door mineralen in de zee
"Dit werk levert belangrijke nieuwe inzichten opbeschikbaarheid van hulpbronnen die ondergrondse microbiële gemeenschappen kunnen gebruiken om zichzelf in stand te houden. Dit is van fundamenteel belang voor het begrijpen van het leven op aarde en het beperken van de bewoonbaarheid van andere planeten zoals Mars."
Justine Sauvage, Research Fellow aan de Universiteit van Göteborg
Het proces achter de bevindingenonderzoeksgroep, radiolyse van water genaamd - is het splitsen van watermoleculen in waterstof en oxidanten als gevolg van blootstelling aan natuurlijke straling. De resulterende moleculen worden de belangrijkste bron van voedsel en energie voor microben die in sedimenten leven.
Mariene sedimenten verbeteren zelfsde productie van deze heilzame chemicaliën. Als er dezelfde hoeveelheid straling is in schoon water en in natte sedimenten, zal er veel meer waterstof zijn in natte sedimenten. Neerslag maakt waterstofproductie veel efficiënter.
Waarom dit proces wordt versterkt in natte sedimenten is onduidelijk, maar wetenschappers speculeren dat de mineralen in het sediment zich kunnen gedragen als halfgeleiders, waardoor het proces efficiënter wordt.
Deze ontdekkingen zijn het resultaat van een reeks laboratoriaexperimenten uitgevoerd in het Rhode Island Nuclear Research Center. Wetenschappers bestraalden flesjes nat sediment van verschillende locaties in de Stille en Atlantische Oceaan, verzameld door het Integrated Ocean Drilling Program en Amerikaanse onderzoeksschepen. Vervolgens vergeleken ze de waterstofproductie met buizen met vergelijkbaar bestraald zeewater en gedestilleerd water. Het sediment verhoogde de resultaten 30 keer.
“Dit onderzoek vertegenwoordigt een unieke combinatie van complexe laboratoriumexperimenten, geïntegreerd in een mondiale biologische context.”
Arthur Spivak, hoogleraar oceanografie bij URI.
Als het leven kan worden gehandhaafd in ondergrondse zeesedimenten en andere ondergrondse omgevingen als gevolg van de natuurlijke radioactieve splitsing van water, kan het mogelijk zijn om het leven op dezelfde manier in andere werelden in stand te houden. Sommige van dezelfde mineralen zijn aanwezig op Mars, en zolang deze natte katalytische mineralen aanwezig zijn, zal dit proces doorgaan. Als de productie van radiolytische chemicaliën met hoge snelheden kan worden gekatalyseerd in het vochtige binnenste van Mars, kan het leven mogelijk op hetzelfde niveau worden gehouden als in mariene sedimenten.
De resultaten van het onderzoeksteam hebben ookbelang voor de nucleaire industrie, inclusief hoe nucleair afval moet worden opgeslagen en hoe nucleaire ongevallen moeten worden beheerd. Als kernafval wordt opgeslagen in sediment of gesteente, kan het sneller waterstof en oxidatiemiddelen genereren dan zuiver water. Deze natuurlijke katalyse kan deze opslagsystemen agressiever maken dan algemeen wordt aangenomen.
De volgende stappen van het onderzoeksteam zullen zijnstudie van het effect van waterstofproductie door radiolyse in andere omgevingen op aarde en daarbuiten, inclusief oceanische korst, continentale korst en het binnenste van Mars. Ze zullen ook proberen hun begrip te verdiepen van hoe ondergrondse microbiële gemeenschappen leven, op elkaar inwerken en zich ontwikkelen wanneer hun primaire energiebron afkomstig is van de natuurlijke radiolytische afbraak van water.
Lees ook
Natuurkundigen hebben een analoog van een zwart gat gemaakt en de theorie van Hawking bevestigd. Waar leidt het toe?
Abortus en wetenschap: wat gebeurt er met de kinderen die zullen bevallen
Wetenschappers hebben de snelheidslimiet in de kwantumwereld ontdekt