Антарктидадағы Восток көлінің әлемдік құпиялары

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Ресей Антарктикалық Восток су асты көлінің жаңа бұрғылауын іс жүзінде тоқтатты және ол жергілікті өмірді ашуға ең жақын болған сәтте.

Антарктидадағы Восток көлінің тереңдігінде бұрғылау жұмыстарын жүргізгеннен кейін біз өте ерекше бактерияның іздерін тапқанымызды бәріміз білеміз. Шетелдік ғалымдар көлде көптеген экзотикалық көп жасушалы организмдер бар деп есептейді. Олардың отандық әріптестері бұл көзқарасты жоққа шығарады, бірақ олар сонымен бірге оның зерттеулерін жалғастыру көптеген жаңа нәрселерді әкеледі және күн жүйесінің басқа әлемдерінде өмірдің қалай көрінетінін түсінуге мүмкіндік береді деп санайды. Бұл жақын арада болмайды: «Востоктағы» негізгі жұмыс, өкінішке орай, тоқтатылды. Егер біреу көлде мұндай жаңалықтар ашса, бұл шетелдік зерттеушілердің еңбегіне айналуы мүмкін - бұл өте жақын арада болады.

Восток көлі - 6000 текше шақырымды құрайтын үлкен су қоймасы, бұл Ладогадан бірнеше есе көп. Сонымен қатар, Шығыс төрт шақырымға жуық тереңдікте мұз асты болып табылады, сондықтан қысым 400 атмосфераға дейін жетеді, ал оттегі мен азоттың атмосферамен байланысынан тыс жерлері жоқ. Олармен қаныққан көлдің суы жердегі тіршілік үшін ең қолайсыз су қоймасы болуы керек бірегей орта болып табылады. Бірақ, соған қарамастан, ол жерде әлі де өмір бар - кем дегенде, бұл оны бұрғылау нәтижелерін зерттеген бірқатар ресейлік және американдық ғалымдардың пікірі. Бұл екі елдің зерттеушілерінің оның өмір сүруге жарамдылығы туралы бағалауы түбегейлі әртүрлі болғанымен, олардың барлығы жергілікті өмірдің іздерін тапты деп есептейді.

2017 жылдың сәуір айында ресейлік полярлық зерттеушілер мен ғалымдар Антарктика мұзының бірнеше шақырымы астында тіршілік іздеуде өте маңызды нәтижелерге қол жеткізген өте қиын жағдайлар туралы баяндайтын "Восток көлі. Жындылық жотасы" фильмінің премьерасы өтті. Фильм әлі де халықаралық марапаттарды жинауда, бірақ тарих онымен байланысты және кез келген марапаттардан маңыздырақ. Ол осы аттас полярлық станцияның күштерімен Восток көлінде терең таза бұрғылауды іс жүзінде тоқтату тақырыбын көтереді. Қаржының тапшылығы 2015 жылдан бері үлкен қадамдар жасауға кедергі болды. Ал қазір вокзалда жұмыс қызған кездегіден бірнеше есе аз. Бұдан мұз астындағы жергілікті өмірдің керемет ашылуына іс жүзінде ешқандай үміт жоқ. Бұрғылау тарихына көз жүгіртіп, ол жерде не қол жеткізілгенін және қандай жұмыстардың қазіргі «қатырып қалуының» арқасында қол жеткізілмейтінін түсінудің уақыты келді.

«Восток» стансасы мен аттас көл арасындағы мұз астында нақты кімнің өмір сүретіні туралы екі көзқарас бар. Оның бірі америкалық, екіншісі ресейлік. Біріншісі 1990 жылдары Америка Құрама Штаттарының осы аймақта жүргізген тереңірек бұрғылау нәтижелеріне сүйенеді. Содан кейін олар көлдің үстіндегі мұзды ғана алды - оның суынан пайда болған, бірте-бірте көтеріліп, қатып жатқан. Оның үлгілерін талдау нәтижелеріне сүйене отырып, Скотт Роджерстің топтық метагеномдық әдісі онда 1623 түрдің гендік тізбегін тапты! Олардың алты пайызы өте күрделі тіршілік иелеріне - эукариоттарға, қабырғамен қоршалған ядросы бөлінген тіршілік иелеріне тиесілі болды. Осындай күрделі нәрсе бірнеше шақырым тереңдікте көрінуі мүмкін деп күтпеген нәрсе болды.

Сонымен қатар, осылайша табылған бактериялардың бір түрі тек балықтың ішектерінде өмір сүреді - бұл олардан бөлек болмайды. Ротиферлер мен моллюскаларға тән гендік тізбектер де табылды. Осыдан американдық топ Восток көлінің тұрғындарының арасында өте күрделі тіршілік иелері, тіпті балықтар мен шаян тәрізділер де болуы мүмкін деген қорытындыға келді. Бір гипотеза бойынша, ашық су қоймасы түріндегі көл ондаған миллион жылдар бойы бар және соңғы 14-15 миллионы ғана мұзбен жабылған.

Бұл зерттеушілердің болжауынша, жергілікті балықтар мен шаян тәрізділердің мұз асты жағдайларына біртіндеп бейімделуге көп уақыты болды. Сонымен қатар, егер олар бар болса, олар Шығыстың экстремалды жағдайларын азырақ экстремалды ете алады. Оттегімен тыныс алатын организмдер мұзбен бірге көлге түсетін артық оттегін де тұтына алады. Сонда көлдің тереңдігінде бұл газдың артық болмауы мүмкін - күшті тотықтырғыш, оның жанында өмір сүру оңай емес - болмауы мүмкін.

Сергей Булат бастаған ресейлік ғалымдар бұл жаңалыққа өте салқын қарады. Олар бұрғылау қарапайым топырақпен және басқа бактериялармен ластанған техникалық сұйықтықтарды қолдану арқылы жүргізілгенін өте орынды атап өтті. «Таза бұрғылауды» қолданбай сыртқы ластануды «жергілікті тұрғындардан» ажырату іс жүзінде мүмкін емес. Отандық зерттеушілер мұндай жағдайда ешнәрседен мүлдем өзгеше генетикалық тізбектер табылған жағдайда ғана нағыз «шығыс» өмір туралы айтуға болады деп есептейді.

Ал Ресей ғылым академиясының Санкт-Петербург ядролық физика институтының мамандары ол жерден белгілі бір түрмен сәйкес келмейтін бактериялық ДНҚ-ны таба алды. Оларға жат болғаны сонша, оны кейбір бактериялар тобына орналастыру мүмкін болмады. Оның гендерінің 14 пайызы басқа белгілі түрлерде кездеспейді. Сол кезде Сергей Булат айтқандай, бұл ДНҚ басқа ештеңеге ұқсамайтыны соншалық, "егер ол Марста табылса, олар бұл Марстағы тіршілік екенін сөзсіз жариялайтын еді. Бұл жердегі ДНҚ болса да".

Дегенмен, бұл бактериялар, қарапайым, бір жасушалы, «қоңыраулар мен ысқырықтар» жоқ және қажетсіз күрделілік. Мұз үлгілерінде күтпеген және одан да күрделі, бірақ сонымен бірге жердегі түрлерден ерекшеленетін гендер әлі табылған жоқ. Біздің ғалымдардың пікірінше, онда эукариоттар, тіпті балық сияқты көп жасушалылар әлі де жойылады. Бұл жаман болмауы мүмкін. Жарықсыз және жоғарыдан қоректік заттардың жеткізілуінсіз өмір сүретін балықтар біз білетін барлық нәрсеге жат болуы керек, олар шын мәнінде шығармашылық уфологтардың әңгімелерінен ешқандай «жасыл адамдардан» ерекшеленбейді.

Шығыста көп жасушалы организмдер бар ма деген сұрақ мүлде жабық емес. Жақында ғалымдар көп жасушалы организмдердің, атап айтқанда, саңырауқұлақтардың - теңіз түбінің тереңдігінде қандай да бір түрде жұмбақ жағдайда өмір сүре алатынын білді. Ондағы қысым мұз асты көліндегіден де жоғары. Саңырауқұлақтар қандай да бір жолмен тотығу нәтижесінде бейорганикалық заттардан энергия алатын хемоавтотрофты бактериялармен бірге өмір сүретін сияқты. Жеткіліксіз тотыққан темір қосылыстары, мысалы, оливиннің құрамында, мұндай терең өмірге «отын» ретінде қызмет етеді. Бактериялар оны оттегімен «жандырып», су алады.

Ал 2017 жылдың сәуір айының соңында сипатталған типтегі көп жасушалы саңырауқұлақтар теңіз түбінде 2,4 миллиард жыл өмір сүре алатыны белгілі болды. Оның үстіне олар атмосфераның оттегімен қанығуына дейін де пайда болды. Яғни, бұрыннан қалыптасқан көзқарастарға қарамастан, көп жасушалы және күрделі тіршілік үшін оттегі атмосферасы немесе планета бетіндегі қолайлы жағдайлар қажет емес. Егер бұл миллиардтаған жылдар бұрын болған болса, қазіргі уақытта да мұз асты көлінде бактерияларға қарағанда күрделі организмдер бар болуы мүмкін - және тағы басқалар.

Бір сәт жағдай осылай болуы мүмкін деп есептейік. Сонда олардың ашылуының маңыздылығы жердегі өмір туралы біздің білімімізден әлдеқайда асып түседі. Марстың, Титанның, Энцеладтың, Еуропаның, Церераның және жүйенің көптеген басқа денелерінің ішектерінің де үстінде мұз қалпақшасы, астында су және жоғары қысым бар. Олардың Шығыс жағдайына ұқсастығы сонша, қорытынды өзін көрсетеді: егер күрделі тіршілік Антарктида мұзының астында табылса, онда оның күн жүйесінің басқа әлемдерінде болуын жоққа шығару қиын.

Бір қарағанда, Антарктикадағы мұз астындағы тіршіліктің негізгі проблемасы суық болып көрінуі мүмкін. Шындығында, бұл мүлдем болмауы мүмкін. Иә, көлдің жоғарғы қабаттары минус үш градусқа дейін салқындаған. Егер 350 атмосферадан жоғары қысым болмаса, олардың орнында мұз болар еді, тек ол мұндай суық судың қатып қалуына жол бермейді. Дегенмен, көлдің төменгі қабаттары температура тұрғысынан әлдеқайда экстремалды болуы мүмкін.

Көлден жүз-екі метр биіктіктегі мұздан біз Hydrogenophilus thermoluteolus деген термофильді бактерияны таба алдық. Бұл жерде «сыртқы көріністе» (гендер басқа белгілі үлгілерге ұқсас) жиі кездесетініне қарамастан, оны сыртқы ластануға жатқызу өте қиын. Антарктидадағы термофильді бактерия өте оғаш ластаушы болатындықтан ғана емес. Ең бастысы, Шығыстағы мұзға дейін оны тек ыстық бұлақтарда табуға болатын. Сырттай қарағанда, оның көп шаруасы жоқ – ол ыстық су тау жыныстарымен жанасатын жерде жиналатын сутекті тотықтыру арқылы өмір сүреді.

Мұндай «ластаушы» Ресейден немесе әлемнің басқа бөліктерінен бұрғылау кезінде қолданылатын керосинге немесе фреонға түсе алмады. Мұндай заттардың өндірісі ешбір жерде ыстық су көздерінде орналаспайды. Осы негізде ресейлік және француз ғалымдары мұз асты көлінің түбінде бірдей көздер жасырылған, олар арқылы ыстық судан басқа, хемоаототрофты тіршілік үшін негіз болатын сутегі ағып жатыр деп болжайды.

Жалпы, Hydrogenophilus thermoluteolus ыстық судың жанында тұратындар арасында ең үлкен экстремалды емес. Ол сияқты адамдар 40-60 градус Цельсийде өмір сүреді және дамиды. Олардың ең «қатаңы» қарапайым орналасқан біржасушалы организмдер, Цельсий бойынша 122 градусқа дейін көтеретін архейлер. Дегенмен, әзірге көл үстіндегі мұзда немесе одан алынған үлгілерде архейлердің іздері табылған жоқ. Сондықтан, егер ол ең төменгі жағында ыстық болса, онда шамадан тыс емес, бактериялар өлетін қайнау температурасынан жоғары емес.

Бірнеше жыл бұрын көл суын терең бұрғылау жұмыстары бәсеңдей бастады. Мұндай тереңдікке жету үшін бұрғы жарамайды: мұздан еріген су тез қатып қалады. Ол қатпайтын керосинмен немесе фреонмен ауыстырылады. Бірақ егер мұндай сұйықтықтар - оларда бактериялар көп болуы мүмкін - көл суына түссе, бұрғылау кезінде табылғандардың қайсысы аборигендік, ал кім бөтен екенін түсіну өте қиын болады. Ресейлік зерттеушілер мұздың соңғы ондаған метрінде, тіпті одан да көп көлдің өзінде көл суы мен сыртқы сұйықтықтардың байланысын болдырмайтын түбегейлі әртүрлі технологиялар қажет деген қорытындыға келді.

Әттең, бұл жаңа бұрғылау жабдықтары қажет дегенді білдіреді. Ал оны құру – алдыңғысының қанауынан айырмашылығы – ғарыштық масштабта болмаса да, ақшаны қажет етеді. Осылайша, 2015 жылы бір жерде жұмыстың әрі қарай жүруі айтарлықтай баяулады. Станцияның жеке құрамының «жүрексіз» бөлігі қазір санаулы ғана адам болса, бір кездері бұл міндетті жүзеге асыру үшін оның жеке құрамы ондағанға дейін жеткізілді.

Болған оқиға, ең алдымен, 1957 жылдың қазанынан кейін Хрущев кенеттен спутниктерді ұшырудың қымбат екенін айтты және басқа барлық ғарыштық ұшуларды қаржыландыруды қамтамасыз етпеді. Ресейлік ғалымдар километр тереңдікте жатқан мұз асты көлі үшін әдеттен тыс өмір сүруге ең жақсы үміткерді тапты. Бұл көл, көпшіліктің пікірінше, жер асты каналдары арқылы басқа жергілікті көлдермен байланысты - және олардың Антарктидада ондағандары бар, Восток - ең үлкені. Және кенеттен, жұмысты жалғастырудың, жаңа бактерияларды немесе тіпті көп жасушалы организмдерді табудың орнына, біз кенеттен өзіміз күрестен бас тартамыз.

Бұл шешімнің логикасы түсінікті. Хрущев «ойнаңыз, бұл жеткілікті» деп айта алмады - ол Америка Құрама Штаттарының бәсекелестік қысымына байланысты беделін жоғалтқан болар еді. В. Браун Ай туралы армандарымен сонда болды, ал ұшудан бас тарту КСРО-ны ыңғайсыз жағдайға қалдырады. Өкінішке орай, зұлым американдықтар жердегі ең экзотикалық өмірді зерттеу бағытында бізбен бәсекелесуге асықпайды. Бұл үшін штаттарда көлдің дәл үстінде полярлық станциясы жоқ. Нәтижесінде жағдай біздің осы бағыттағы күш-жігерімізде ұзақ уақыт тоқтап қалуы мүмкін.

Дегенмен, NASA Еуропада километрлік мұзды бұрғылау әдістерін ойлап жатыр. Бәлкім, олар сол Шығыста жылжымалы бұрғылау кешенін сынақтан өткізуді ойлайтын шығар. Сонда мұз астындағы ең экстремалды өмірді ашудағы басымдық басқа біреуде болатыны белгілі болуы мүмкін.