Кого не удивит тот факт, что вода может иметь возраст? Так происходит с той водой, которая, задерживаясь в недрах между кристаллическими породами очень малой пористости, изолируется и редко смешивается. Международная группа исследователей из университетов Торонто (Канада), Оксфорда (Великобритания) и Принстона и Института горного дела и технологии Нью-Мексико (США) обнаружили воду с такими характеристиками на уровне 2, 9 км глубиной, в шахте Моаб-Хотсонг в Южной Африке.
Ученые обобщили свои выводы в статье под названием «Избыток криптона-86 и других благородных газов идентифицирует радиогенно обогащенную систему подземных вод возрастом в миллиард лет», опубликованной 30 июня в журнале Nature Communications. В этой статье описывается его открытие месторождений подземных вод возрастом 1,2 миллиарда лет, одних из старейших вод на Земле.
В руднике Моаб-Хотсонг, помимо золота, можно найти такие полезные ископаемые, как уран, торий и калий. Когда эти элементы естественным образом распадаются, они испускают альфа-, бета- и гамма-излучения, волны которых вызывают то, что ученые называют «радиогенными реакциями» в окружающих их горных породах и жидкостях. Продуктом этих реакций и, следовательно, разложения указанных горных пород и жидкостей являются инертные газы, которые геологи обнаружили в Моаб-Хотсонге в невиданных прежде количествах.
Как отмечают ученые в своей статье, для понимания этих процессов в земной коре необходимы временные шкалы. Однако эти шкалы ускользают от обычных короткоживущих индикаторов, таких как тритий или углерод-14. Чтобы добраться до глубинных времен, в которых происходят эти геологические процессы, необходимо прибегнуть к измерению и интерпретации накопления изотопов радиогенных инертных газов. Гелий, неон, аргон и ксенон входят в число газов, накопленных в самой высокой концентрации, когда-либо обнаруженной в жидкости, в древних подземных водах, которые исследователи обнаружили в Моаб-Хотсонге. В этом случае они также обнаружили изотоп, никогда ранее не встречавшийся в контексте этого типа реактивных процессов: криптон-86.
Но радиация также расщепляет молекулы воды и в процессе, называемом радиолизом, производит большие концентрации водорода. А водород как раз и является необходимым источником энергии для жизни микробных сообществ в недрах Земли, которым недоступна солнечная энергия для фотосинтеза. Согласно заявлениям доктора Оливера Уорра, младшего научного сотрудника Департамента наук о Земле Университета Торонто и ведущего автора исследования, собранного журналом «Science News», «эти расчеты жизненно важны для понимания того, как жизнь поддерживается в недрах Земли и какая энергия может быть получена из радиогенных источников на других планетах и спутниках Солнечной системы и за ее пределами.» В конечном итоге это показывает, что на каменистых планетах, таких как Марс, грунтовые воды, присутствующие в течение длительного времени, могут поддерживать формы жизни, даже если условия на поверхности не благоприятны для этого.
Источники: Nature Communications, Science News, EurekAlert!, Earth & Environment.
Изображения: Oliver Warr.
