Livet under jordskorpen: Mystiske mikrokryb lever af sten og radioaktivitet flere kilometer inde i jorden
»For ti år siden havde vi ingen anelse om, at jorden under vores fødder kunne være så fuld af liv,« siger Isabelle Daniel. Hun er tilknyttet et internationalt samarbejde, som studerer livet under jorden.
rundorm under jorden

Denne rundorm blev fundet 1,4 kilometer under jorden i en sydafrikansk guldmine ved navn Kopanang. (Foto: Gaetan Borgonie, Extreme Life Isyensya, Belgien)

Tidligere troede vi, at livet hovedsageligt holdt sig på jordens overflade og aftog, når vi kom få meter ned. Men i løbet af de seneste 10 til 15 år har forskere gjort nogle bemærkelsesværdige opdagelser. Dybt nede under havbunden, i sten under jorden og langt inde i miner har livet fundet en vej.

Geomikrobiolog Steffen Leth Jørgensen har været med til at afdække det, som nogen kalder for et 'underjordisk Galapagos'.

»De seneste 10 til 15 år har jeg arbejdet med at studere mikroorganismer i dybe marine systemer. I første omgang var jeg med til at verificere, at der findes en biosfære dybt nede. Det har vi fået etableret nu. Vi har fået så mange beviser, at vi kan være helt sikre,« siger han til Forskning.no, Videnskab.dk's norske søstersite.

En enorm underjordisk biosfære

Et årtis internationalt samarbejde ved navn 'Deep Carbon Observatory' lakker nu mod enden. I løbet af samarbejdet har 1.000 forskere arbejdet med at kortlægge et tidligere ganske ukendt terræn.

Baseret på data fra over 200 publikationer og 3.800 geologiske prøver har forskere tilknyttet Deep Carbon Observatory nu publiceret en artikel, hvor de estimerer, hvor meget liv der cirka befinder sig under vores fødder.

Forskerne anslår, at der findes 15 til 20 milliarder ton underjordiske bakterier og organismer. Livsformerne består dermed af 245 til 385 gange mere kulstof end det, der er bundet i alle mennesker på jordoverfladen tilsammen.

De mener, der er tale om en dyb biosfære, som udgør et område under jorden, som er dobbelt så stort i omfang som alle havene.

»At udforske dybet under jorden er lidt som at udforske regnskoven i Amazonas. Der er liv overalt, og overalt er der en imponerende overflod af uventede og ualmindelige organismer,« siger Mitch Sogin fra Marine Biological Laboratory Woods Hole, USA, i en udtalelse fra Deep Carbon Observatory.

»For ti år siden havde vi ingen anelse om, at jorden under vores fødder kunne være så fuld af liv,« siger Isabelle Daniel, der er professor ved Universitet i Lyon. 

grotte orm dyr biosfære

Her samler forskere vandprøver inde i Beatrix-guldminen i Sydafrika for at se, hvilken slags liv der befinder sig i grundvandet dernede. (Foto: Gaetan Borgonie, Extreme Life Isyensya, Belgien og Barbara Sherwood Lollar, University of Toronto)

Under havbunden i Arktis

»Vi definerer den dybe biosfære sådan, at den begynder en meter under jorden og en meter under sedimentoverfladen på havbunden,« siger Steffen Leth Jørgensen.

Han er en af forskerne tilknyttet Deep Carbon Observatory og arbejder til daglig ved K. G. Jebsen Senter for dybhavsforskning ved Universitetet i Bergen i Norge. Han forsker blandt andet i livet under havbunden i Arktis.

»Hvert år rejser vi ud med et forskningsskib og tager prøver af den dybe biosfære i områderne nord for Island og op mod Svalbard,« siger han.

Han er også tilknyttet noget, der hedder 'International Ocean Discovery Program'. Det projekt står bag ekstremt dybe boringer flere kilometer nede i havbunden. Her bruger man modificeret olieboringsteknologi til at hente prøver op fra dybet.

Og forskningen, som Jørgensen har deltaget i, har givet resultater. I 2008 fandt han og kollegaer en ny mikrobe nede i havbunden, som han kalder vores nærmeste mikrobielle slægtning. Fundet gjorde, at forskerne måtte rokere rundt på vores 'forfædre' i livets træ.

»Vores fælles stamfader er ikke længere ukendt, men er efter alt at dømme en arkebakterie. Diversiteten i livets træ er mangedoblet, siden man begyndte at undersøge den dybe biosfære,« siger Jørgensen.

Geomikrobiologer estimerer, at 70 procent af bakterier og arkebakterier findes under jorden, og at millioner af typer endnu ikke er blevet opdaget.

båd prøver dybet

Her er forskere fra International Ocean Discovery Program ude på togt for at undersøge miljøer i havbunden. (Foto: ECORD / IODP)

Livet uden lys og normal næring

Steffen Leth Jørgensens team var også de første, som klassificerede en mikroorganisme i havskorpen og gav et estimat på, hvor meget der findes dernede. Tidligere havde en gruppe forskere i Bergen foreslået, at der kunne være liv der, men det var en kontroversiel påstand.

Havskorpen består af vulkanske jordarter og findes under lag på lag af ældgamle sedimenter. Det er velkendt, at mikrober arbejder med at nedbryde organisk materiale i sedimenterne, men indtil for få år siden vidste man ikke, at der også findes organismer i selve havskorpen.

»Dernede er der så lidt kulstof, at organismerne er fuldstændigt uafhængige af organisk havbund og altså også fuldstændigt uafhængige af sollys,« siger han.

Trykket er enormt, og temperaturen bliver højere, jo længere ned man kommer. Alligevel er der fundet mikroorganismer 2,5 kilometer under havbunden. 

Hvordan i alverden kan de ernære sig dernede? Steffen Leth Jørgensen siger, at man ikke helt ved det. Men det, som er sikkert, er, at disse mikrober har udviklet nogle meget ualmindelige måder at tage næring til sig på. For eksempel lever de af sten og radioaktivitet.

»De lever af processer som for eksempel at reducere metalforbindelser, som findes i havskorpens mineraler. En anden ting, som, vi tror, kan give næring, er radiolyse af vand. Naturlig radioaktivitet spalter vand og frigiver hydrogen, og mikroorganismerne kan forbinde hydrogen til CO2, så de får energi og danner metan,« siger han.

Mikrober kan også leve langt nede i jordskorpen, så længe der er en lille smule vand dernede. Rekorden for fund af bakterier i dybet er indtil videre fem kilometer under jorden.

»Det kan virke mærkeligt, at mikroorganismer kan leve i sten. Men sten har sprækker og hulrum, hvor der findes lidt vand, og hvor der er vand, er der også liv. I princippet kan mikrober, som lever her, klare sig fuldstændigt uden sollys. Der sker en masse reaktioner, når vand møder sten, som frigør kemiske forbindelser, og dem kan mikroorganismerne bruge som fødekilde,« siger Steffen Leth Jørgensen.

bakteire havbund metan

Disse bakterier kaldes 'Methanobacterium'. De producerer metan og blev fundet to kilometer under havbunden i Stillehavet ud for Japan. (Billede: Hiroyuki Imachi, Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology)

Zombie-bakterier

Nogle mikroorganismer har så lille adgang til energi, at de hverken virker levende eller døde – de eksisterer bare.

»Dybe mikrober er ofte meget forskellige fra deres egne slægtninge på overfladen. De kan have livscyklusser, som nærmer sig geologiske tidsaldre, og de lever i nogle tilfælde ikke med mere end energi fra jordarter,« lyder det fra Deep Carbon Observatory. 

Det betyder, at den samme bakterie kan leve i tusindvis af år under jorden.

»Det er helt sindssygt, ja,« siger Jørgensen og fortsætter:

»Men man skal huske, at der ikke er nogen fysiske love, der bliver brudt. Alle molekyler har en halveringstid – det vil sige, at mikroorganismen smuldrer og begynder at falde fra hinanden til sidst. Men hvis den har nok energi til at reparere sig selv, så kan den i princippet leve for evigt.«

Jørgensen forklarer med et eksempel: Du har et hus, og det skal repareres med jævne mellemrum. Du skifter nogle planker ud og skifter vinduerne, når de bliver dårlige. Efter tusind år har man et hus, som ikke længere er det oprindelige, for hver eneste del er blevet skiftet ud. Det er det samme, der gælder for mikroorganismerne.

»Man kan selvfølgelig diskutere, om det er den samme celle, eller om det er en ny celle. Den diskussion er på grænsen mellem filosofi og videnskab,« siger han. 

liv bakterie under jorden

De lilla, stavformede figurer på billedet er en type bakterie, som har fået navnet Candidatus Desulforudis audaxviator. Disse bakterier lever af hydrogen og sulfat fra radioaktivt henfald og blev fundet 2,8 kilometer under jordens overflade i Mponeng-guldminen nær Johannesburg. (Foto: Greg Wanger, California Institute of Technology og Gordon Southam, The University of Queensland)

Verdens mest hårdføre rundorm

Også flercellet liv finder sig til rette i undergrunden. I 2011 fandt zoologen Gaetan Borgonie en lille organisme i en guldmine i Sydafrika. Halicephalobus mephisto, også kaldet 'djævleorm', er en slags rundorm, som lever omkring 3,6 kilometer under jordoverfladen.

»Ingen troede, det var i nærheden af at være muligt for en flercellet organisme at overleve de ekstreme forhold så langt under jorden,« siger Gaetan Borgonie til Vice.

Ormen har et nervesystem og et fordøjelsessystem. Den spiser bakterier og bruger sin egen sperm og egne æg til at befrugte sig selv. Hvis livet bliver for hårdt, kan de ligesom bjørnedyr gå i en slags dvale og overleve ekstreme forhold. Ormen bor i grundvand næsten uden ilt og er den flercellede organisme, som er fundet længst under jorden indtil videre.

LÆS OGSÅ: Uimponeret professor: Selvfølgelig kan bjørnedyr overleve 31 år i en dybfryser

Udforsker livets grænser

Robert Hazen, en mineralog ved Carnegie Institute of Science i Washington, tror, at forskning i underjordisk liv kan hjælpe i søgningen efter liv i rummet.

»Vi må spørge os selv: Hvis livet på jorden kan være så anderledes end det, vores erfaringer har fået os til at forvente, hvilke mærkværdigheder venter os så, når vi søger efter liv på andre planeter?« siger Robert Harzen til The Guardian.

Grænsen, for hvor høje temperaturer, hvor højt tryk eller hvor lidt næring livet på Jorden kan tåle, er fortsat ikke fundet.

»Selv under mørke og energimæssigt udfordrende forhold har underjordiske økosystemer udviklet sig og formået at bestå i millioner af år,« siger Fumio Inagaki, der er geomikrobiolog ved Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology.

»At gøre vores viden om underjordisk liv større kan føre til en bedre forståelse for, hvorfor liv opstod på vores planet, og om der kan findes liv under overfladen på Mars og andre himmellegemer,« siger han. 

Åbner op for nye spørgsmål

Forskergruppen i Bergen er specielt interesseret i at finde ud af mere om, hvordan livet i den dybe biosfære arbejder sammen med livet på overfladen.

»Det er egentlig først nu, det virkelige arbejde begynder,« siger Steffen Leth Jørgensen.

»Vi har nu stadfæstet, at den dybe biosfære eksisterer, og at den er aktiv, men hvad det har at sige for livet på overfladen, er stadig helt uvist,« siger han.

»De er helt sikkert nødt til at være med til at moderere ilt- og CO2-niveauet i atmosfæren, men i hvor stor grad og i hvor lang tid har de gjort det? Mikroorganismer har været med til at skabe planeten, som vi lever på i dag, over milliarder af år. Jeg er ikke i tvivl om, at også organismer i den dybe biosfære har været med til det,« siger Steffen Leth Jørgensen.

©Forskning.no. Oversat af Sanni Jensen.

LÆS OGSÅ: Underjordisk dyreverden er vigtig for livet over jorden

LÆS OGSÅ: Vildt fund: Bakterier lever dybt under havets bund

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.





Det sker