У глибинах океану знайшли несподіване джерело водню, яке живить життя без сонця
Майже на трьох кілометрах під поверхнею Норвезького моря, де панують темрява і шалений тиск, гідротермальні джерела виробляють значно більше водню, ніж учені вважали раніше. І найцікавіше — це відбувається не так, як підказували класичні уявлення про геологію океанічного дна.
Під час досліджень гідротермального поля Йотул на хребті Кніповича науковці з центру MARUM (Німеччина) з’ясували: водень тут народжується не через контакт морської води зі свіжими мантійними породами, а всередині товстих шарів осадових відкладів, прихованих під дном океану.
Чому це відкриття важливе
Довгий час вважалося, що підвищений вміст водню у глибоководних джерелах — це прямий доказ так званої серпентинізації, процесу взаємодії води з породами мантії. Саме так працюють відомі гідротермальні системи, зокрема легендарне поле Lost City.
Але нові дані показують: осадові породи, насичені органічною речовиною, можуть генерувати водень не гірше за мантійні породи. Це означає, що джерел водню в океані може бути значно більше, ніж ми думали.
Як ученим вдалося це довести
Під час експедиції 2022 року дослідники зіткнулися з проблемою: гази з глибини втрачалися під час підйому проб на поверхню. Через різке зниження тиску водень і метан просто «втікали», спотворюючи результати.
Ситуацію змінила експедиція 2024 року, коли вчені використали герметичні газонепроникні контейнери. Вони зберігали природний тиск, дозволивши точно виміряти склад гідротермальних флюїдів.
Результати вразили: концентрація водню перевищувала 15 мілімолів на літр, а метану — доходила до 66 мілімолів. При цьому рівень сірководню, типовий для осадових джерел, залишався низьким.
Осади, тепло і надкритична вода
Ключ до цього процесу — надзвичайні умови під дном океану. За температур близько 400 °C і високого тиску вода переходить у так званий надкритичний стан. У такому середовищі органічні молекули в осадах починають розпадатися, вивільняючи водень.
Цей газ разом із гарячими флюїдами підіймається до поверхні дна й живить гідротермальні джерела — так само ефективно, як і класичні «кам’яні» механізми.
Життя, яке тримається на водні
Для мешканців глибин це не просто хімія. Водень — важливе джерело енергії для мікроорганізмів, які здійснюють хемосинтез. Саме вони стають основою харчових ланцюгів у світі, де немає сонячного світла.
Деякі молюски, наприклад мідії роду Bathymodiolus, живуть у симбіозі з бактеріями, що «спалюють» водень і перетворюють вуглекислий газ на поживні речовини. Зміна рівня водню може впливати на склад мікробних спільнот і, зрештою, на всю екосистему.
Переосмислення глибин океану
Комп’ютерне моделювання підтвердило: хімічна картина Йотулу найкраще пояснюється саме розкладом органічної речовини в осадах, а не лише реакціями з мантійними породами.
Це означає, що океан може приховувати значно більше «тихих фабрик» водню, ніж ми уявляли. А оскільки гідротермальні шлейфи розносять розчинені гази далеко від джерел, їхній вплив на океанське життя може бути глобальнішим.
Що далі
Науковці наголошують: щоб зрозуміти справжній масштаб цього явища, потрібно дослідити більше гідротермальних полів, особливо тих, що приховані під товстими шарами осадів. Тільки точні вимірювання під високим тиском допоможуть визначити, де і як формується водень у глибинах планети.
Це відкриття не лише змінює уявлення про океан, а й розширює пошуки джерел енергії для життя — як на Землі, так і, можливо, за її межами.
Дослідження опубліковане в журналі Communications Earth & Environment.