Onderzoek van de afgelopen jaren heeft aangetoond dat micro-organismen in gebroken rotsen van de continentale en oceanische korst leven tot een diepte van enkele kilometers, en dat ze dat al miljoenen jaren doen. In een nieuwe studie gepubliceerd in Communicatie Aarde &Milieu , een internationaal team van onderzoekers heeft minerale aderen verzameld uit meer dan 30 diepe mijnen in de Zweedse Precambrische kelder om te zoeken naar oud leven, en de tekenen zijn inderdaad overvloedig en intrigerend.

Stollingsgesteenten vormen een meerderheid van de continenten van de aarde. hun diepe, donkere en anoxische breuksystemen herbergen micro-organismen die energie winnen door het verbruik van gassen, voedingsstoffen in vloeistoffen en schaars beschikbare organische koolstof. Recent onderzoek op dit gebied is begonnen licht te werpen op hoe het leven in de diepte omgaat, maar studies naar oude handtekeningen van het leven zijn tot nu toe relatief schaars geweest. Kennis van de omvang van het diepe leven in tijd en ruimte is daarom beperkt, vooral vanuit een evolutionair perspectief.

Deze diepe biosfeer is waarschijnlijk het grootste microbiële ecosysteem op aarde, maar tekenen van oud leven in dit rijk zijn tot nu toe beperkt gebleven tot een paar locaties.

In een nieuwe uitgebreide studie onderzoekers hebben minerale adermonsters geanalyseerd uit een groot aantal diepe mijnen in Zweden en Noorwegen, om handtekeningen van oud leven in de breuksystemen op te sporen, en om kennis te krijgen van wanneer de stollingskorst werd gekoloniseerd en door wie.

Hendrik Drake, universitair hoofddocent aan de Linnæus University, en hoofdauteur van de studie, zegt, "We onderzochten mineraalmonsters uit meer dan 30 mijnen en vonden in de meeste van hen solide bewijs voor microbiële activiteit. We zochten naar, en ontdekt, drie soorten biosignaturen:isotoop, moleculair en morfologisch, uit de drie domeinen van het leven, namelijk archaea, bacteriën en eukarya."

De zoektocht was vruchtbaar en toont aan dat fossiele tekenen van oud leven alomtegenwoordig zijn in de magmatische breuksystemen. "Fossielen worden meestal gezien als exclusieve kenmerken van sedimentair gesteente, maar hier laten we zien dat stollingsgesteenten een rijk fossielenarchief kunnen hebben, althans voor micro-organismen van prokaryotische en zelfs eukaryote oorsprong, " zegt Magnus Ivarsson, van het Swedish Museum of Natural History en co-auteur van de studie.

Een mijn van bijzonder belang was de Kallmora-zilvermijn in het mijngebied van Berglsagen, Zweden. Deze mijn is al meer dan 100 jaar verlaten en met water gevuld, en de onderzoekers moesten minerale collecties van musea raadplegen om monsters uit de diepte te verkrijgen. Deze mijn bevatte enkele van de meest overtuigende bewijzen van het oude leven tot nu toe, en onthulde dat zowel methaanproducerende als sulfaatreducerende micro-organismen het breuksysteem in het verleden hadden bezet.

"Geholpen door micro-analyses van stabiele isotopen van koolstof en zwavel in de mineralen, we konden bevestigen dat de methaanproducenten werden opgevolgd door de sulfaatreductoren", zegt Henrik Drake.

"In combinatie met micro-analytische uranium-loodgeochronologie van adervullende carbonaatmineralen, we konden onthullen dat de methaanproducenten ongeveer 50-30 miljoen jaar geleden actief waren, en de sulfaatreductiemiddelen 19-13 miljoen jaar geleden", zegt Nick Roberts, van de British Geological Survey, en co-auteur van het artikel.

"Een andere uitzonderlijke bevinding van de Kallmora-mijn was dat sulfaatreductiemiddelen ook konden worden onderscheiden door overblijfselen van specifieke bacteriële vetzuren die bewaard bleven in de minerale aderen, " voegt Manuel Reinhardt toe, Linnaeus Universiteit, en co-auteur van de studie.

Verder, de sulfaatreductiemiddelen die in deze mijn leefden, lieten sporen van zwavelisotopen achter in een mineraal genaamd pyriet, en dat zijn de meest extreme biosignaturen die tot nu toe zijn gevonden in het minerale archief van onze planeet. Een wereldrecord van zwavelisotopen zo u wilt.

Henrik Drake zegt, "Onze studie toont aan dat handtekeningen van oud leven alomtegenwoordig zijn in de stollingskorst van het Fennoscandische schild. Het is redelijk om aan te nemen dat dezelfde handtekeningen op diepte voorkomen in andere continenten. Onze multidisciplinaire benadering is het perfecte hulpmiddel om het uit te zoeken, en waarom niet ook op andere planeten? Minerale aderen zijn de perfecte begraafplaatsen voor micro-organismen, en vertegenwoordigen een onaangeboord archief voor tekenen van het oude leven."