Super salt, subzero arktisk vand giver et kig på muligt liv på andre planeter

I de seneste år, tanken om liv på andre planeter er blevet mindre langt ude. NASA annoncerede den 27. juni, at de vil sende et køretøj til Saturns iskolde måne Titan, et himmellegeme kendt for at rumme overfladesøer af metan og et isdækket hav af vand, øge sin chance for at støtte livet.

På jorden, videnskabsmænd studerer de mest ekstreme miljøer for at lære, hvordan liv kan eksistere under helt andre omgivelser, ligesom på andre planeter. Et team fra University of Washington har studeret mikroberne fundet i "kryopegs, "fangede lag af sediment med vand så salt, at det forbliver flydende ved temperaturer under frysepunktet, som kan ligne miljøer på Mars eller andre planetlegemer længere væk fra solen.

Ved det nylige AbSciCon-møde i Bellevue, Washington, forskere præsenterede DNA-sekventering og relaterede resultater for at vise, at saltlageprøver fra en Alaskan kryopeg isoleret i titusinder af år indeholder blomstrende bakteriesamfund. Livsformerne ligner dem, der findes i flydende havis og i saltvand, der strømmer fra gletsjere, men vise nogle unikke mønstre.

"Vi studerer virkelig gammelt havvand fanget inde i permafrost i op til 50, 000 år, for at se, hvordan disse bakteriesamfund har udviklet sig over tid, " sagde hovedforfatter Zachary Cooper, en UW doktorand i oceanografi.

Kryopegs blev først opdaget af geologer i det nordlige Alaska for årtier siden. Dette feltsted i Utqiaġvik, tidligere kendt som Barrow, blev udgravet i 1960'erne af den amerikanske hærs Cold Regions Research and Engineering Laboratory for at udforske store kiler af ferskvandsis, der opstår i permafrosten der. Underjordisk saltlage blev til sidst indsamlet fra stedet i 2000'erne.

"De ekstreme forhold her er ikke kun temperaturerne under nul, men også de meget høje saltkoncentrationer, " sagde Jody Deming, en UW professor i oceanografi, der studerer mikrobielt liv i det arktiske hav. "140 dele promille - 14% - er meget salt. I konserves, der ville stoppe mikrober i at gøre noget. Så der kan være en forudfattet opfattelse af, at meget salt ikke bør muliggøre aktivt liv."

Det er ikke fuldt ud kendt, hvordan kryopegs dannes. Forskere mener, at lagene kan være tidligere kystlaguner strandet under den sidste istid, da regnen blev til sne og havet trak sig tilbage. Fugt fordampet fra den forladte havbund blev derefter dækket af permafrost, så det resterende saltvand blev fanget under et lag frossen jord.

To access the subsurface liquids, researchers climb about 12 feet down a ladder and then move carefully along a tunnel within the ice. The opening is just a single person wide and is not high enough to stand in, so researchers must crouch and work together to drill during the 4- to 8-hour shifts.

Deming describes it as "exhilarating" because of the possibility for discovery.

Samples collected in the spring of 2017 and 2018, geologically isolated for what researchers believe to be roughly 50, 000 år, contain genes from healthy communities of bacteria along with their viruses.

"We're just discovering that there's a very robust microbial community, coevolving with viruses, in these ancient buried brines, " Cooper said. "We were quite startled at how dense the bacterial communities are."

The extreme environments on Earth may be similar to the oceans and ice of other planets, scientist believe.

"The dominant bacterium is Marinobacter, " Deming said. "The name alone tells us that it came from the ocean—even though it has been in the dark, buried in frozen permafrost for a very long time, it originally came from the marine environment."

Mars harbored an ocean of water in the past, and our solar system contains at least a half-dozen oceans on other planets and icy moons. Titan, the moon of Saturn that NASA will explore, is rich in various forms of ice. Studying life on Earth in frozen settings that may have similarities can prepare explorers for what kind of life to expect, and how to detect it.