Pasaules Vostokas ezera noslēpumi Antarktīdā

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Krievija praktiski iesaldēja jaunus subglaciālā Antarktikas Vostokas ezera urbumus un tieši tajā brīdī, kad tā bija vistuvāk vietējās dzīves atklāšanai.

Mēs visi zinām, ka pēc urbšanas Vostokas ezera dziļumos Antarktīdā mēs atradām ārkārtīgi neparastas baktērijas pēdas. Ārzemju zinātnieki uzskata, ka ezerā ir daudz eksotisku daudzšūnu organismu. Viņu pašmāju kolēģi noraida šo viedokli, taču viņi arī uzskata, ka viņa pētījumu turpināšana nestu daudz jauna - un ļautu saprast, kā dzīve varētu izskatīties citās Saules sistēmas pasaulēs. Tuvākajā laikā tas nenotiks: galvenie darbi Vostokā diemžēl tika pārtraukti. Ja kāds ezerā izdarīs šādus atklājumus, tad tas var kļūt par ārzemju pētnieku nopelniem – un tas notiks pavisam drīz.

Vostokas ezers ir 6000 kubikkilometru liels rezervuārs, kas ir daudzkārt vairāk nekā Ladogā. Turklāt Austrumi ir subglaciāli, gandrīz četru kilometru dziļumā, tāpēc spiediens tur ir līdz 400 atmosfērām, un skābeklim un slāpeklim ārpus saskares ar atmosfēru nav kur iet. Ar tiem piesātinātie ezera ūdeņi ir unikāla vide, kurai vajadzētu būt dzīvībai visnelabvēlīgākajai rezervuāram uz Zemes. Bet, neskatoties uz to, tur joprojām ir dzīvība - vismaz tā uzskata vairāki Krievijas un Amerikas zinātnieki, kuri ir pētījuši tās urbšanas rezultātus. Lai gan šo divu valstu pētnieku aplēses par tās apdzīvojamību krasi atšķiras, viņi visi uzskata, ka ir atraduši vietējās dzīves pēdas.

2017. gada aprīlī pirmizrādi piedzīvoja filma "Vostokas ezers. Neprāta grēda", kas vēstīja par ļoti smagajiem apstākļiem, kādos Krievijas polārpētnieki un zinātnieki sasniedza ļoti nozīmīgus rezultātus dzīvības meklējumos zem vairākus kilometrus gara Antarktikas ledus. Filma joprojām vāc starptautiskus apbalvojumus, taču vēsture ar to ir saistīta un svarīgāka par jebkādām balvām. Viņš izvirza tēmu par dziļi tīras urbšanas faktisku apturēšanu Vostokas ezerā, ko veic tāda paša nosaukuma polārās stacijas spēki. Finansējuma trūkums ir liedzis tur spert lielus soļus kopš 2015. gada. Un tagad stacijā ir vairākas reizes mazāk cilvēku nekā darba pīķa laikā. No tā uz lielu vietējās dzīves atklāšanu zem ledus praktiski nav cerību. Laiks ieskatīties urbšanas vēsturē, saprast, kas tur ir sasniegts un kas - pateicoties pašreizējai darbu "iesaldēšanai" - netiks sasniegts.

Ir divi viedokļi par to, kurš tieši dzīvo zem ledus starp Vostokas staciju un tāda paša nosaukuma ezeru. Viens no viņiem ir amerikānis, otrs krievs. Pirmais ir balstīts uz seklāku urbumu rezultātiem, ko Amerikas Savienotās Valstis veica šajā apgabalā deviņdesmitajos gados. Tad pāri ezeram izdevās dabūt tikai ledu – to, kas izveidojies no tā ūdeņiem, pamazām ceļas augšā un aizsalst. Pamatojoties uz viņa paraugu analīzes rezultātiem, Skota Rodžersa grupas metagenomiskā metode tur atrada 1623 sugu gēnu sekvences! Seši procenti no tiem piederēja diezgan sarežģītām būtnēm - eikariotiem, radījumiem ar atdalītu kodolu, ko ieskauj siena. Kaut ko tik sarežģītu vismazāk varēja redzēt vairāku kilometru dziļumā.

Turklāt viens no baktēriju veidiem, kas, domājams, šādā veidā atrodams, dzīvo tikai zivju zarnās - tas vienkārši nenotiek atsevišķi no tiem. Tika atrastas arī rotiferiem un mīkstmiešiem raksturīgas gēnu sekvences. No tā amerikāņu grupa secināja, ka starp Vostokas ezera iemītniekiem var būt ārkārtīgi sarežģītas radības, pat zivis un vēžveidīgie. Saskaņā ar vienu hipotēzi, ezers atklātas ūdenskrātuves veidā pastāv jau desmitiem miljonu gadu un tikai pēdējos 14-15 miljonus slēpj ledus.

Tas nozīmē, ka, pēc pētnieku domām, vietējām zivīm un vēžveidīgajiem bija daudz laika, lai pakāpeniski pielāgotos zemledus apstākļiem. Turklāt, ja tie ir tur, tie var padarīt Austrumu ekstrēmos apstākļus mazāk ekstrēmus. Skābekli elpojošie organismi varētu patērēt lieko skābekli, kas ezerā nonāk kopā ar ledu. Tad ezera dzīlēs var nebūt šīs gāzes pārpalikuma - spēcīga oksidētāja, kurai blakus dzīve nav viegla - var nebūt.

Krievu zinātnieki Sergeja Bulata vadībā uz šo atklājumu reaģēja ārkārtīgi auksti. Viņi pilnīgi pareizi norādīja, ka urbšana veikta, izmantojot tehniskos šķidrumus, kas piesārņoti ar parastu augsni un citām baktērijām. Ārējo piesārņojumu no "vietējiem iedzīvotājiem" praktiski nav iespējams atšķirt, neizmantojot "tīro urbšanu". Pašmāju pētnieki uzskata, ka šādos apstākļos par īstu "austrumu" dzīvi var runāt tikai tad, ja tiek atrastas ģenētiskās sekvences, kas pilnīgi atšķiras no jebkā.

Un Krievijas Zinātņu akadēmijas Sanktpēterburgas Kodolfizikas institūta speciālistiem izdevās tur atrast baktēriju DNS, kas nesakrita ne ar vienu no zināmajām sugām. Viņiem tas ir tik svešs, ka pat nebija iespējams to ievietot kādā baktēriju grupā. 14 procenti viņas gēnu nav atrodami nevienā citā zināmā sugā. Kā toreiz teica Sergejs Bulats, šī DNS ir tik ļoti atšķirīga no nekam cita, ka "ja tā tiktu atrasta uz Marsa, viņi neapšaubāmi paziņotu, ka tā ir dzīvība no Marsa. Lai gan tā ir zemes DNS".

Taču tās ir baktērijas, vienkāršas, vienšūnas, bez "zvaniņiem un svilpieniem" un liekas sarežģītības. Ledus paraugos vēl nav atrasti gēni, kas ir kaut kas negaidīts un vēl sarežģītāks, bet tajā pašā laikā atšķiras no sauszemes sugām. Tātad eikarioti un pat daudzšūnu, piemēram, zivis, pēc mūsu zinātnieku domām, tur joprojām tiek atcelti. Tas var nebūt slikti. Zivīm, dzīvojot bez gaismas un barības vielu piegādes no augšas, vajadzētu būt tik svešam visam, ka mēs zinām, ka patiesībā tās īpaši neatšķirtos no kādiem "zaļajiem cilvēciņiem" no radošo ufologu stāstiem.

Jautājums par to, vai austrumos ir daudzšūnu organismi, tas nebūt nav slēgts. Pavisam nesen zinātnieki ir uzzinājuši, ka daudzšūnu organismi - jo īpaši sēnes - var kaut kādā veidā noslēpumaini izdzīvot dziļi zem jūras dibena. Spiediens tur ir pat lielāks nekā subglaciālajā ezerā. Acīmredzot sēnītes kaut kādā veidā sadzīvo ar ķīmijautotrofām baktērijām, kas iegūst enerģiju no neorganiskām vielām, pateicoties tās oksidēšanai. Nepietiekami oksidēti dzelzs savienojumi, piemēram, olivīna sastāvā, kalpo kā "degviela" tik dziļai dzīvei. Baktērijas to "sadedzina" ar skābekli un iegūst ūdeni.

Un 2017. gada aprīļa beigās kļuva zināms, ka aprakstītā tipa daudzšūnu sēnes zem jūras gultnes var pastāvēt 2,4 miljardus gadu. Turklāt tie radās pat pirms atmosfēras piesātinājuma ar skābekli. Tas ir, pretēji iepriekš pastāvošajiem uzskatiem, daudzšūnu un sarežģītai dzīvībai nav nepieciešama skābekļa atmosfēra vai labvēlīgi apstākļi uz planētas virsmas. Ja tas tā bija pirms miljardiem gadu, iespējams, pat šodien subglaciālajā ezerā ir organismi, kas ir sarežģītāki par baktērijām - un vēl daudz vairāk.

Uz brīdi pieņemsim, ka lietas varētu būt tā. Tad viņu atklāšanas nozīme pārsniedz mūsu zināšanas par zemes dzīvi. Fakts ir tāds, ka Marsa, Titāna, Enceladus, Eiropas, Ceres un daudzu citu sistēmas ķermeņu zarnās ir arī ledus vāciņš augšpusē, ūdens zem un augsts spiediens. Tie ir tik līdzīgi Austrumu apstākļiem, ka secinājums liecina: ja zem Antarktīdas ledus ir atrodama sarežģīta dzīvība, tad ir grūti izslēgt tās klātbūtni citās Saules sistēmas pasaulēs.

No pirmā acu uzmetiena varētu šķist, ka galvenā Antarktikas zemledus dzīves problēma ir aukstums. Patiesībā tas var nebūt tā. Jā, ezera augšējie slāņi ir atdzisuši līdz mīnus trīs grādiem pēc Celsija. Ja nebūtu spiediena virs 350 atmosfērām, viņu vietā būtu ledus, tikai tas neļauj tik aukstam ūdenim sasalt. Un tomēr, visticamāk, ezera apakšējie slāņi temperatūru ziņā ir daudz ekstrēmāki.

Ledū simts vai divus metrus virs ezera mums izdevās atrast termofīlo baktēriju Hydrogenophilus thermoluteolus. Lai gan tas tur ir diezgan izplatīts "pēc izskata" (gēni ir līdzīgi citiem zināmiem paraugiem), to ir ļoti grūti attiecināt uz ārējo piesārņojumu. Un ne tikai tāpēc, ka termofīlā baktērija Antarktīdā būtu diezgan dīvains piesārņotājs. Vēl svarīgāk ir tas, ka pirms ledus virs austrumiem to varēja atrast tikai karstajos avotos. Virspusēji viņai nav daudz ko darīt – viņa dzīvo, oksidējot ūdeņradi, kas uzkrājas vietās, kur karstais ūdens saskaras ar akmeņiem.

Šāds "piesārņotājs" gandrīz noteikti nevarētu iekļūt petrolejā vai freonā, ko izmanto urbšanā no Krievijas vai citām pasaules daļām. Šādu vielu ražošana nekur nenotiek karstajos avotos. Pamatojoties uz to, krievu un franču zinātnieki liek domāt, ka subglaciālā ezera dibenā ir paslēpti vieni un tie paši avoti, caur kuriem papildus karstajam ūdenim plūst ūdeņradis, kas kalpo par pamatu ķīmijautotrofai dzīvībai.

Kopumā Hydrogenophilus thermoluteolus ir tālu no lielākās galējības starp tiem, kas dzīvo karstā ūdens tuvumā. Viņai patīk cilvēki dzīvo un attīstās 40-60 grādu temperatūrā pēc Celsija. "Stingrākie" no tiem ir vienkāršāk sakārtoti vienšūnas organismi, arhejas, kas iznēsā līdz pat 122 grādiem pēc Celsija. Tomēr līdz šim arheju pēdas ledū virs ezera vai paraugos no tā nav atrastas. Tātad, ja tas ir karsts pašā apakšā, tad ne pārmērīgi, ne virs viršanas temperatūras, kurā baktērijas mirst.

Pirms vairākiem gadiem dziļa urbšana ezera ūdeņos sāka palēnināties. Lai nokļūtu tādā dziļumā, urbis nav piemērots: kūstošais ūdens no ledus ātri sasalst. To aizstāj ar nesasalstošu petroleju vai freonu. Bet, ja šādi šķidrumi - tajos var būt daudz baktēriju - nonāks ezera ūdeņos, būs ļoti grūti saprast, kurš no urbšanas laikā atrastajiem ir aborigēns un kurš citplanētietis. Krievu pētnieki jau sen nonākuši pie secinājuma, ka uz pēdējiem desmitiem ledus metru un vēl jo vairāk pašā ezerā ir nepieciešamas principiāli atšķirīgas tehnoloģijas, kas izslēdz ezera ūdens un ārējo šķidrumu kontaktu.

Diemžēl tas nozīmē, ka ir nepieciešama jauna urbšanas iekārta. Un tā izveidei – atšķirībā no iepriekšējās ekspluatācijas – ir vajadzīga nauda, kaut arī ne kosmiskā mērogā. Tātad kaut kur 2015. gadā tālākā darba gaita tika nopietni bremzēta. Stacijas personāla "garlaicīgā" daļa tagad ir tikai daži cilvēki, un savulaik šī uzdevuma īstenošanai tās personāls tika nogādāts desmitos.

Notikušais, visticamāk, ir tā, it kā pēc 1957. gada oktobra Hruščovs pēkšņi pateiktu, ka satelītu palaišana ir dārga, un nav nodrošinājis finansējumu visiem pārējiem kosmosa lidojumiem. Krievu zinātnieki atraduši labāko kandidātu neparastai dzīvei subglaciālajam ezeram, kas atrodas kilometru dziļumā. Šis ezers, kā daudzi uzskata, ir savienots ar pazemes kanāliem ar citiem vietējiem ezeriem - un Antarktīdā to ir desmitiem, Vostok ir vienkārši lielākais. Un pēkšņi tā vietā, lai turpinātu darbu, atrastu jaunas baktērijas vai pat daudzšūnu organismus, mēs pēkšņi pametam cīņu paši.

Šī lēmuma loģika ir saprotama. Hruščovs nevarēja pateikt “paspēlējies un ar to pietiek” – viņš būtu zaudējis seju ASV konkurences spiediena dēļ. V. Brauns bija tur ar saviem sapņiem par Mēnesi, un atteikšanās lidot nostādītu PSRS neērtā situācijā. Diemžēl ļaundabīgie amerikāņi nesteidzas ar mums sacensties eksotiskākās zemes dzīves izzināšanas virzienā. Šim nolūkam štatos vienkārši nav polārās stacijas tieši virs ezera. Rezultātā situācija var pārvērsties par mūsu pašu centienu apturēšanu šajā virzienā.

Tomēr NASA tikai domā par kilometra ledus urbšanas metodēm Eiropā. Varbūt viņi padomās par mobilā urbšanas kompleksa testēšanu tajos pašos austrumos. Tad var izrādīties, ka prioritāte ekstrēmākās dzīvības atklāšanā zem ledus būs kādam citam.