科学・技術
ルーマニアの作業員が550万年前に封印された洞窟を発見、太陽を見たことのない生命の世界が広がっていた
Workers Drilling in Romania Broke into a Cave Sealed for 5.5M Years (travelandtannins.com)
要約
ルーマニアで地熱発電所建設のために掘削作業を行っていた作業員が、約550万年前に外部から完全に封印された洞窟を発見しました。この洞窟は、酸素が少なく二酸化炭素や硫化水素などの有毒ガスが充満し、太陽光が一切届かない過酷な環境ですが、驚くべきことに、地球上の他の場所では見られない約50種の固有種を含む、独自の生態系が繁栄していました。この発見は、太陽光に依存しない化学合成をエネルギー源とする生命の可能性を示唆する、科学的に非常に重要なものです。
全文翻訳
目的地
ルーマニアの作業員が550万年前に封印された洞窟を発見 — 太陽を見たことのない生命の世界が広がっていた
Adeline Vance著
4日前
出典: Wikipedia
この惑星の表面で生きているもののほぼすべては、究極的には太陽光に依存しています。植物は光を捉えて糖に変えます。動物は植物を食べます。他の動物はそれらの動物を食べます。その方程式から太陽を外せば、私たちが知っているほぼすべての食物連鎖は、1シーズン以内に崩壊します。
科学史のほとんどにおいて、これは生物学の基本的なルールとして扱われてきました。生命は、直接的でなくても数段階を経て、太陽を必要とする、と。
そして1986年、ルーマニア南東部で、作業員たちが黒海沿岸近くで探査用のボーリング孔を掘削していました。これは、提案されている発電所の用地を調査するためでした。彼らが見つけたのは、代わりに、私たちの種が存在するずっと前から、約550万年もの間、外界から封印されていた洞窟システムへと続く穴でした。
内部の空気は有毒でした。光はなく、かつて一度もありませんでした。あらゆる期待に反して、それは空虚な石の墓であるはずでした。
代わりに、そこへ降りていった研究者たちは、永続的な暗闇の中で、太陽とは無関係のエネルギー源で生き延びている、地球上のどこにも存在しない数十種からなる、繁栄し、複雑で、相互につながった生物のコミュニティを発見しました。
これがルーマニアの地下にある封印された世界、モヴィレ洞窟の物語です。
偶然の入り口
出典: Wikipedia
この発見は純粋な偶然でした。
1980年代半ば、ルーマニアの黒海沿岸の港湾都市マンガリア近くで作業していたクルーは、建設用地の評価のためにテスト掘削を行っていました。
地上の風景は何も示唆しません。低木が生い茂り、埃っぽい農地で、平坦で平凡で、下の何かが異常であることを示唆するような劇的な陥没穴や洞窟の入り口はありませんでした。誰も、自分の足元に隠された世界があるとは考えもしませんでした。
しかし、掘削は空洞を突き破り、その空洞は地表から約18メートル、つまり約60フィート下の、迷路のような浸水した石灰岩の通路のネットワークへの入り口であることが判明しました。
厚い粘土と石灰岩の層で上部が封印されており、洞窟は地表世界との意味のあるつながりがありませんでした。雨水は浸入しませんでした。地上の空気は循環しませんでした。
このシステムは、その地域の地質が変化して扉が閉ざされた、後期中新世以降、事実上閉鎖されていました。
科学者たちが探査と研究を開始したとき、彼らはすぐにこれが普通の洞窟ではないことに気づきました。
それははるかに珍しいものでした。数百万年間、邪魔されることなく独自の生物学的実験を実行してきた封印された環境であり、偶然開かれたのです。
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本当に封印されていたことの証明
出典: Wikipedia
このような主張には、当然、明白な疑問がつきまといます。
洞窟が本当に切り離されていたこと、そしてその間ずっと地表から何も浸入してこなかったことを、どのように確信できるのでしょうか?洞窟は漏れます。水は岩の間を通り抜けます。
このシステムが数百万年間孤立していたという主張は、並外れたものであり、並外れた証拠が必要でした。
研究者たちはそれをテストするためのエレガントな方法を見つけ、そのタイミングはほぼ都合が良すぎました。
チェルノブイリ原子力発電所の事故は1986年に発生しました。これは洞窟が発見されたのと同じ年であり、ルーマニアの土壌を含むヨーロッパの広範囲に検出可能な放射性同位体を拡散させました。
それらの同位体は、地表水に対する化学的なタイムスタンプのようなものになりました。
そこで科学者たちは、洞窟内の水を、その降下物の特徴的な放射性シグネチャについてテストしましたが、その痕跡は何も見つかりませんでした。
一滴もありませんでした。
洞窟内の水が地表から来たものではないことは明らかでした。最近でもなく、そして明らかに長い間そうではありませんでした。
それは、現代史における最も広範囲に拡散した汚染イベントの1つが、この地下世界に一滴も浸透しなかったという、驚くべき確認でした。
洞窟の水と空気の特異な化学組成と地質と組み合わせることで、証拠は約550万年前から閉鎖されていたシステムを示していました。
私たちを維持できない空気
出典: Wikimedia Commons
モヴィレ洞窟は、気軽に訪れることができる場所ではありません。アクセスが厳しく制限されており、承認された研究者のみに許可されているという理由だけではありません。
内部の環境は、人間の生理機能にとって非常に敵対的です。
システムの奥深くの雰囲気は、地表の空気とはほとんど似ていません。
酸素レベルは、私たちの肺が期待するレベルの約半分です。
二酸化炭素は、外気のそれよりもはるかに高い濃度で存在します。
空気は、腐卵臭の原因となる化合物である硫化水素と、メタン、アンモニアで汚染されています。
洞窟の泉の水は暖かく、濁っており、酸素が少なく、溶解した化学物質で濃縮されています。
そこで働いた研究者たちは、空気が刺激的で刺激臭があり、人間が注意深く予防措置を講じても短時間しか耐えられない環境であると描写しています。
そのすべてが、生命が存在しない理由のリストに載っているような、不親切なものとして読み取れます。
そして、それらの同じ化学物質が、洞窟が決して生命がないわけではない理由であることが判明しました。
私たちにとって呼吸できない空気は、そこにいるすべてのものを生かし続ける燃料なのです。
化学に基づいた食物連鎖
出典: Wikipedia
モヴィレ洞窟の鍵は、化学合成と呼ばれるプロセスです。
バクテリアや植物が光からエネルギーを収穫する代わりに、この生態系の基盤となる微生物は、硫化物、メタン、アンモニウムなどの化合物を酸化することによってエネルギーを引き出し、他のすべてが依存する有機物を構築します。
これらのバクテリアは、水面に浮かび、泉の近くの洞窟の壁を覆う、淡くぬるぬるした微生物マットを形成します。
それらのマットは、この地下世界の牧草地です。
そこから、食物網は、光子をまったく関与させずに、どこでもそうするように組み立てられます。
小さな生き物が微生物マットを食い荒らします。
より大きな生き物が草食動物を食べます。
捕食者が頂点に座ります。
底辺から頂点まで、構造全体は、葉に当たる太陽光ではなく、岩や水から引き出された化学物質によって動かされています。
これが科学的に非常に重要だったのは、モヴィレが研究されたとき、太陽から独立して機能する生態系は、基本的に1つの場所でしか知られていなかったからです。それは、1970年代後半に海嶺で発見された深海の熱水噴出孔でした。
モヴィレは、2番目の、根本的に異なる例を追加しました。それは、海洋底に位置するのではなく、大陸の石灰岩の中に封印された、淡水で陸上のバージョンでした。
それは、研究者たちが描写したように、これまでに見つかった最初の地下生態系であり、地球上の生命がどのように動かされているかについての教科書の図を再描画することを余儀なくさせました。
暗闇の中の生き物たち
出典: Wikipedia
モヴィレ洞窟の住人たちは、SF物語のキャストのように読めます。
調査では、システム内に約50種のカメムシが生息していることが特定されており、そのうちの多くが他のどこにも存在しないという数字は驚くべきものです。調査や年によって異なりますが、約33〜37種が固有種であり、この1つの洞窟にのみ見られます。
それらは何百万年もの間、暗闇の中で孤立して進化しており、それが現れています。
リストには、クモ、ニセカメムシ、ダンゴムシ、ムカデ、ヒル、カタツムリ、タガメ、そして研究者がまだ分類を解明しているさまざまな小さな生物が含まれています。
特定の機能が、無関係な生き物の間で繰り返し現れます。
それらのほとんどは盲目であり、多くのものは機能的な目を完全に失っています。目は維持にコストがかかる器官であり、光がまったく存在しない場所では役に立たないからです。
それらのほとんどは色素沈着がなく、淡い色または半透明です。色は、何も見えない場所ではほとんど意味をなしません。
タガメは目を完全に放棄しています。
太陽光が一度も当たったことのない水の中を泳ぐ盲目のヒル