DCO (Deep Carbon Observatory)를 보유한 과학자들은 지구 깊은 곳이나 다른 세계의 삶에 대한 우리의 이해를 변화시키고 있습니다. 그들의 발견은 온도가 극심하고 에너지와 영양분이 부족한 경우에도 다른 행성과 달의 지하에 풍부한 생명체가 존재할 수 있다고 제안합니다. 또한 깊은 지구에 숨겨져있는 모든 생명체가 모든 인류보다 수백 배나 많은 탄소를 함유하고 있으며, 깊은 생물권은 거의 모든 지구 대양의 2 배에 달한다는 것을 발견했습니다.
"기존 탄소 순환 모델은 여전히 진행중인 작업입니다." – DCO Deep Life Community Steering Committee의 Mark Lever 박사.”
DCO는 시설이 아니라 지질 학자, 화학자, 물리학 자 및 생물학자를 포함하여 52 개국에서 온 1,000 명 이상의 과학자 그룹입니다. 그들은 딥 카본 사이클이 지구에 어떤 영향을 미치는지 조사하기 위해 10 년 프로젝트가 거의 끝났습니다. 지구 탄소의 90 %가 지구 내부에 있으며, DCO는 실제로 탄소를 이해하기위한 첫 번째 노력입니다.
DCO는 세계적인 노력입니다. 과학자 팀은 지구상에서 가장 깊은 지뢰를 탐색하고 그 어느 때보 다 해저에 깊숙히 뚫고 지구의 깊은 탄소 순환을 이해하려는 노력으로 화산을 면밀히 조사했습니다. 그리고 아직 끝나지 않았습니다.
그들은 인류의 245 배에서 385 배의 탄소를 보유하고있는 이상한 지하 세계를 발견했습니다. DCO에 따르면 지구의 박테리아와 고세균의 70 %가 지하에 살고 있으며 가장 깊은 지하에 존재합니다. 그리고 그들 중 일부는 좀비입니다.
그들 중 일부는 에너지와 영양분이 극도로 낮은 환경에 존재합니다. 그들은 거의 자라지 않고 가용 자원을 재생산이 아닌 유지 관리에 소비합니다. 이“좀비”박테리아는 번식없이 수백만 년 동안 살 수 있으며, 지구의 생명력과 다른 세계의 생명력에 영향을주는 놀라운 발견입니다.
DCO의 연구에 대해 자세히 살펴보기 위해 취리히의 스위스 연방 기술 연구소 (Swiss Federal Institute of Technology)의 지구 미생물 학자이자 교수 인 Mark Lever 박사와 이야기를 나 I습니다. 레버 박사는 또한 DCO의 딥 라이프 커뮤니티 운영위원회 (Deep Life Community Steering Committee)에 있으며, DCO의 작업, 미래에 대한 내용 및 생명을위한 의미에 대해 더 많은 통찰력을 제공합니다.
다음은 Lever 박사와의 이메일 인터뷰에서 딥 카본 사이클과 지구 깊은 곳에서의 삶에 대해 발췌 한 내용입니다.
UT : 과학자들은 정당한 이유로 너무 많은 추측을 꺼려한다는 것을 알고 있습니다. 그러나 Space Magazine은 주로 우주 과학 웹 사이트이며 독자들이이 지식이 태양계의 생명체 검색과 어떤 관련이 있는지 궁금 할 것입니다. 화성? 얼음 달? 다른 세계?
ML :“지구의 깊은 탄소 순환을 연구하여 얻은 기본 통찰력을 사용하여 태양계 내의 다른 행성과 행성의 달에서 거주 성과 탄소 순환을 탐구하는 것에 대해 많은 이야기가있었습니다. 지하 암석과 퇴적 환경에 풍부하고 광대 한 생물권이있는 행성 지구와 유사하게,이 행성들과 그들의 달은 자주 거주 할 수없는 표면 아래에 풍부하고 다양한 생물권이있을 수 있습니다.”
"… 우리의 행성은 태양계와 그 밖의 다른 곳에서 생명체를 발견하고 상세하게 연구 할 수있는 기술을위한 완벽한 시험장으로 판명 될 수 있습니다." – 마크 레버 박사.
“해저 수 킬로미터 또는 깊은 남극 얼음층 아래에서 오염이없는 시료에 접근 할 수있는 시추 기술과 개발 된 정교한 자동 모니터링 도구 및 도구를 포함하여 지구의 깊은 생명체를 탐험하는 데 사용 된 많은 기술 이러한 외계 시스템을 탐험하는 데 필수적 일 것입니다.”
"우리 지구는 부분적으로 DCO의 후원을 받아 태양계 및 그 밖의 다른 곳에서 생명체를 발견하고 상세하게 연구 할 수있는 기술을위한 완벽한 시험장으로 판명 될 수 있습니다."
또한 과학적 통찰력은 다른 행성에서 발견 된 생명의 발견과 관련이 있다고 생각합니다. Deep Carbon Observatory의 주요 연구 중 하나는 지구상의 생명의 한계와 생물학적 탄소 순환을 식별하는 것입니다. 지구상에서 생명체가 존재하거나 존재하지 않는 곳을 결정하는 변수는 무엇입니까? 에버렛 쇼크 (Everett Shock)는“생물 적 프린지 (biotic fringe)”라는 용어를 적절하게 만들어서 거주자와 무인을 구분하는 환경 조건에서의 가상의 경계를 설명했다.
“지구 내부는 온도, pH, 압력, 기공 공간, 영양소 농도 및 에너지 가용성 측면에서 광범위한 조건으로 인해이 생물 적 프린지를 탐험하기에 매우 유망한 곳입니다. 몇몇 (DCO) 원정대는 깊은 퇴적물과 암석층을 뚫을 수 있었으며 생명체가 탐지 한계에 근접하거나 그 이하가 될 때까지 생물량과 생명의 풍부함이 어떻게 점차 감소하는지 문서화 할 수있었습니다.”
"지구의 생명체가 지구의 생명체와 동일하거나 유사한 생화학을 공유한다면, 지구의 생명 분포를 제어하고 제한하는 것에 대한 이해가이 다른 외계 체와 관련이있을 것입니다."
“우리가 더 자세히 탐구하기 시작한 행성 체의 관점에서, 현재의 표본 크기는 1입니다. 우리의 해석이 정확하거나 보편적 인 정도는 현재 살고있는 행성 체 외의 다른 행성 체를 연구해야만 결정할 수 있습니다. 의 위에."
UT : 지구의 탄소 순환과 깊은 생물권에 대한이 새로운 지식이 지금뿐만 아니라 과거의 기후 변화에 대한 우리의 이해에 영향을 미칠 것입니까?
ML :“심층 탄소 순환의 목표는 지구가 형성된 이후 탄소 순환에 대한 기본적인 이해를 향상시키는 것이 었습니다. 이 연구의 대부분은 현재와 과거의 기후 변화와 근본적으로 관련이 있는데, 이는 "표면 세계"(대기, 대기권, 최하층 층과 탄소 권 사이의 탄소 교환을 제어하는 요소를 더 잘 이해하는 데 기여한다는 점에서) “깊은 지하”, 즉 지구의 가장 바깥층에서 수 미터에서 수천 킬로미터 떨어진 곳에있는 대부분의 행성.”
"지구와 지하 세계 사이의 탄소 교환에있어 아주 작은 변화조차도 지구의 기후에 영향을 미칠 수 있습니다. – 마크 레버 박사.
““표면 세계”에 존재하는 탄소의 양은 아마도 전 세계의 지하 퇴적물에 존재하는 탄소의 10 분의 1에 불과하기 때문에 이러한 교환을 이해하는 것은 과거, 현대 및 미래 기후 변화를 이해하는 데 매우 중요합니다. 아마도 지각과 상부 맨틀에 존재하는 탄소의 1 억분의 1 정도일 것입니다.”
"지구와 지하 세계 사이의 탄소 교환에있어 아주 작은 변화조차도 지구의 기후에 영향을 미칠 수 있습니다.
UT : 깊은 생물권이 페름기-환상 멸종과 같은 멸종 사건으로부터 지구를 회복시키는 데 역할을했을 수 있습니까? 그것은 큰 의문이지만, 과거의 깊은 생물권을 이해하고 시간이 지남에 따라 어떻게 변화했을지 이해할 수있는 방법이 있습니까?
ML :“Permian-Triassic 멸종과 내가 직접 볼 수있는 가장 직접적인 연결은 다른 방향으로 진행됩니다. 큰 유성 영향과 관련이 있든 없든, 비슷한시기에 메탄 방출이 증가했다는 증거가 있습니다. 메탄 수화물, 즉 해저에서 저온과 고압에서 형성되는“메탄 얼음”.”
“해저에 존재하는 대부분의 메탄과 메탄 수화물은 해저 아래 수백 미터에서 살아있는 미생물에 의해 생성 될 것입니다. 심층 생물권의 미생물에 의해 대량 생산 된 강력한 온실 가스 메탄의 대량 방출은 페름기 -Triassic 멸종에 기여했을 것입니다.”
“바다에는 메탄을 먹고 산소를 호흡하는 미생물이 있습니다. 용해 된 메탄의 양이 증가했을 때,이 미생물들은 대양의 일부에서 모든 용존 산소를 모두 소모했을 것입니다. 호흡과 생존을 위해 용존 산소가 필요한 많은 해양 동물의 멸종에 기여했을 것입니다.”
UT : 나는 심층 생물권을 지구의 유전 물질, 일종의 우연한 안전 유지를위한 일종의“볼트”라고 생각합니다. 그 생각에 정확성이 있다고 생각하십니까?
ML :“저는“볼트 (Vault)”개념을 매우 좋아합니다. 지구의 특정 환경 유형 (예 : 현무암 지각 인 초유 산암은 아마도 약 40 억년 전에 생명의 기원 이래 상당히 유사하게 남아있을 것입니다.”
“미생물“볼트”아이디어는 아마도 유전자 정보, 즉 DNA와 RNA를 복구하는 메커니즘을 가진 살아있는 유기체에 주로 적용됩니다.”
“우리가 깊은 생물권에서 지구의 가장 빠른 생명체로부터 온전한 유전자 서열을 복구 할 수 없을 것 같습니다.”-DCO Mark Lever 박사
“DNA와 RNA는 많은 미생물에게 우수한 에너지와 영양 공급원이며, 환경에 방출되면 빠르게 분해됩니다. 또한 살아있는 세포 내에서도 발생하는 자발적인 화학 반응에 의해 파괴됩니다. 살아있는 세포는 이러한 자발적 돌연변이의 대부분을 탐지하고,이를 수리하며, 살아남을 수있는 온전한 유전 정보를 유지할 수 있습니다. 그러나 죽은 유기체의 DNA 또는 RNA는 수리되지 않습니다.”
“소량의 비교적 온전한 DNA 또는 RNA 서열은 수천 년, 때로는 수백만 년에 걸쳐 지하 표면 서식지에 보존 될 수 있지만, 그 이상은 아닐 수도 있습니다. 우리는 깊은 생물권에서 지구의 가장 빠른 생명체로부터 온전한 유전자 서열을 복구 할 수 없을 것 같습니다.”
UT : DCO는 놀라운 발견을했습니다. DCO의 다음 단계는 무엇이며 향후 심층 생물권에 대한 연구 방향은 무엇이라고 생각하십니까?
ML :“2019 년 가을에 Alfred P. Sloan Foundation을 통한 DCO의 자금 지원 기간이 종료 될 예정입니다. 10 월 DCO가 존재하는 워싱턴 DC의 국립 과학 아카데미에서 큰 최종 회의가 열릴 예정입니다. 탄소 관련 과학에 대한 미래의 방향을 모색 할 것입니다.”
“DCO 과학자들 사이에서 지구 물리학 자, 지질 학자, 지구 화학자 및 미생물학 자의이 다양한 학제 간 커뮤니티를 유지하는 방법에 관한 많은 토론이 있습니다. 2018 년 여름 처음으로 개최 된 고든 리서치 컨퍼런스 "딥 카본 사이언스 (Deep Carbon Science)"는 우리를 계속 모아 줄 하나의 이벤트이며, 큰 성공으로 인해 2 년마다 개최 될 예정입니다. "
“한 가지 중요한 방향은 깊은 생물권을 지원하는 지진의 중요성입니다. 지진은 지각을 파괴하고 미생물이 이러한 골절을 식민지화하고 철분 감소와 같은 암석 유래 에너지 원에 접근 할 수있게하여 미생물의 새로운 서식지를 만듭니다. 지진은 또한 수 소나 메탄과 같은 미생물 에너지 기질이 풍부하고 지구가 사람이 살 수없는 지구 내부에서 얕고 거주 가능 지역에 이르기까지 심하게 공급 된 유체를 펌핑하여 지진이 활발한 지역의 붐과 버스트 사이클에서 깊은 생명을 확산시킬 수 있습니다. "
UT : DCO에서 가장 흥미로운 발견은 무엇이라고 생각하십니까?
"… 지구의 탄소 순환에 관한 근본적인 과학적 발견의 기회는 여전히 남아 있습니다." – DCO Mark Lever 박사.
“저에게 가장 흥미로운 발견은 아마도 대기 중으로의 CO2의 화산 흐름이 이전에 생각했던 것보다 두 배나 높다는 것입니다. DCO에 의한 다른 많은 것들과 함께이 발견은 특히 표면과 지하 세계 사이의 탄소 교환과 관련하여 기존의 탄소 순환 모델이 어떻게 진행 중인지 보여줍니다. 결과적으로 지구의 탄소 순환에 관한 근본적인 과학적 발견의 기회는 여전히 남아 있습니다.”
- 딥 카본 천문대 웹 사이트
- 암흑 에너지 생물권 조사 센터 웹 사이트
- DCO 보도 자료 : 딥 어스의 수명은 총 15 ~ 23 십억 톤의 탄소 — 인간보다 수백 배 이상
