Астероид, приближающийся к планете – серьезная проблема для существующих на ее планете животных, будь то люди, серьезно задумывающие над подобной опасностью, или динозавры, не подозревавшие о приближающейся угрозе. А вот микробы, существующие глубоко под поверхностью Земли, могли бы с энтузиазмом отреагировать на такую новость. Хотя у самих микробов взять интервью не удалось, ученые сумели сделать такой вывод на основании анализа древнего ударного кратера в Чесапикском заливе. Изучение подземных форм жизни, существовавших до и после столкновения, показало, что удар дал микробам возможность развиваться и занимать новые территории.

В течение нескольких последних десятилетий в среде биологов крепнет интерес к подземным формам жизни, осознание того, что биосфера не заканчивается на поверхности. Значительная часть биомассы Земли скрыта под ней. Несколько проектов по бурению показали, что мелкие микробы процветают в образцах подземной породы. Некоторые из них питаются органическими соединениями, проникающими сверху, другие получают энергию за счет химических реакций между железом и серой.

Хотя это с трудом может быть названо раем, у такого подземного сообщества есть одно значительное преимущество: оно существует в постоянных условиях. Здесь нет смены дня и ночи, зимы и лета, нет необходимости волноваться о глобальном потеплении или очередном ледниковом периоде. Что-то интересное в этот мир может привнести землетрясение или удар астероида. Хотя переполох, конечно, будет не такой, как на поверхности!

Обычно мы считаем, что встреча с астероидом или кометой имеют только отрицательное влияние на жизнь, но для микробов под землей все может быть наоборот. Удар, безусловно, стерилизует значительную часть породы, но другие образцы он сделает более пригодными для жизни. «Столкновение может раздробить глубоко под поверхностью, что позволит жидкости и питательным веществам легче протекать внутрь», – Чарльз Кокел из Эдинбургского университета.

Кокел и его коллеги решили изучить подземную жизнь в месте одного из крупнейших ударных кратеров на Земле, кратера Чесапикского залива диаметром 85 километров. Их исследование показывает, что подземная биосфера все еще приспосабливается к столкновению, имевшему место 35 миллионов лет назад. И, судя по всему, часть микробов воспользовались ситуацией и сумели углубиться еще дальше.

Копнуть поглубже

Кратер Чесапикского залива – крупнейший в США, но он был открыт геологами только в 1983 году, примерно через 35 миллионов лет после образования, когда астероид или комета диаметром в километр ударила в прибрежные воды.

«Это создало огромную яму, но материал с периметра моментально ее заполнил», – говорит Кокел. Согласно современным теориям и основанному на них математическому моделированию, через 30 минут после удара кратер был заполнен волнами поднятых ударом цунами, принесшими толстый слой свежих отложений. Энергия удара нагрела камень на дне кратера до температуры в 350 градусов Цельсия. Разумеется, это убило всю жизнь, находившуюся близко к поверхности, но по мере остывания жизнь заняла потерянное место. «Время, необходимое для занятия территории, зависит от пористости камня», – утверждает Кокел. Для изучения произошедшего после удара было проведено бурение на глубину 1.76 километра. Как оказалось, от 0.45 до 1 километра было занято новыми отложениями, под которыми шел слой материала, отложенного цунами. На глубине примерно 1 километра находятся образцы, непосредственно подвергшиеся ударной волне.

Подсчет клеток

В ходе бурения производилась выемка образцов для изучения содержания в них живых организмов. Всего на разных глубинах было собрано 88 образцов. Каждый образец был помещен в жидкость и охлажден. Затем каждый отдельный микроб был подсчитан вручную через микроскоп. «Это долго и утомительно, – говорит Кокел. – Но это обычный способ».

Для того, чтобы избежать попадания в образцы внешних организмов, были предпринятые меры предосторожности. В материал с поверхности бурения были добавлены различные маркеры, по которым затем можно было определить, что в образцах оказалось лишним. Как и ожидалось, количество микробов на объем образца уменьшается с увеличением глубины. Но в местах, подвергшихся воздействию удара, распределение сильно отличалось. Биосфера не пришла в равновесие за 35 миллионов лет. Причиной этого нарушения распределения был не недостаток питательных веществ. Напротив, при бурении был обнаружен избыток органических соединений и сульфатов. Просто 35 миллионов лет – слишком маленький срок для микробов под землей. «Неудивительно, что им требуется на это (проникновение в стерилизованные области – КЖ) миллионы лет, – говорит Кокел. – Им надо пробраться через твердый камень».

Новые поселения

На глубине около километра было обнаружено удивительно большое содержание микробов – до миллиона клеток на грамм образца. Ранее такого количества на подобных глубинах не наблюдалось. Похоже, удар расширил возможную зону обитания микробов. Расколы и расслоения позволили жидкости и питательным веществам проникать глубже. Так что грандиозные столкновения, зачищающие жизнь на поверхности, под землей, напротив, только улучшают условия для жизни. Те регионы, которые были стерилизованы, все равно рано или поздно также будут отвоеваны микробами. Эти рассуждения применимы и для других планет. Возможно, жизнь процветала на Марсе под поверхностью еще во времена поздней тяжелой бомбардировки – катастрофического периода для любой жизни на поверхности. Эти формы жизни могут существовать до сих пор, но пройдет еще очень много времени, прежде чем человек сможет углубиться под поверхность красной планеты на несколько километров.

Впрочем, и на поверхности массовое вымирание является не таким уж плохим событием. Оно позволяет биосфере обновиться, не уничтожая ее полностью, но давая дорогу новым видам.