Le violente collisioni continentali e le eruzioni vulcaniche non sono cose normalmente associate a condizioni confortevoli per la vita. Però, un nuovo studio, coinvolgendo l'Università del Tennessee, Knoxville, Professore Associato di Microbiologia Karen Lloyd, svela un grande ecosistema microbico che vive nelle profondità della terra che è alimentato da sostanze chimiche prodotte durante questi cataclismi tettonici.

Quando le placche oceaniche e continentali si scontrano, un piatto viene spinto verso il basso, o sottratto, nel mantello e l'altra placca viene spinta verso l'alto e costellata di vulcani. Questo è il processo principale mediante il quale gli elementi chimici vengono spostati tra la superficie e l'interno della Terra e infine riciclati in superficie.

"Le zone di subduzione sono ambienti affascinanti:producono montagne vulcaniche e fungono da portali per il movimento del carbonio tra l'interno e l'esterno della Terra, " disse Maarten de Moor, professore associato presso l'Università Nazionale del Costa Rica e coautore dello studio.

Normalmente si pensa che questo processo avvenga al di fuori della portata della vita a causa delle pressioni e delle temperature estremamente elevate coinvolte. Sebbene la vita quasi certamente non esista nelle condizioni estreme in cui il mantello terrestre si mescola con la crosta per formare lava, negli ultimi decenni gli scienziati hanno scoperto che i microbi si estendono molto più in profondità nella crosta terrestre di quanto si pensasse in precedenza.

Ciò apre la possibilità di scoprire tipi precedentemente sconosciuti di interazioni biologiche che si verificano con processi tettonici a zolle profonde.

Un team interdisciplinare e internazionale di scienziati ha dimostrato che un vasto ecosistema microbico mangia principalmente il carbonio, zolfo, e prodotti chimici di ferro prodotti durante la subduzione della placca oceanica sotto il Costa Rica. Il team ha ottenuto questi risultati campionando le comunità microbiche del sottosuolo profondo che vengono portate in superficie nelle sorgenti termali naturali, nel lavoro finanziato dal Deep Carbon Observatory e dalla Alfred P. Sloan Foundation.

Il team ha scoperto che questo ecosistema microbico sequestra una grande quantità di carbonio prodotto durante la subduzione che altrimenti sfuggirebbe all'atmosfera. Il processo si traduce in una diminuzione stimata fino al 22% della quantità di carbonio trasportata nel mantello.

"Questo lavoro mostra che il carbonio può essere sottratto per alimentare un grande ecosistema che esiste in gran parte senza input dall'energia del sole. Ciò significa che la biologia potrebbe influenzare i flussi di carbonio dentro e fuori il mantello terrestre, che costringe gli scienziati a cambiare il modo in cui pensano al ciclo profondo del carbonio su scale temporali geologiche, " ha detto Peter Barry, assistente scienziato presso la Woods Hole Oceanographic Institution e coautore dello studio.

Il team ha scoperto che questi microbi, chiamati chemolithoautotrophs, sequestrano così tanto carbonio a causa della loro dieta unica, che consente loro di produrre energia senza luce solare.

"I chemolitoautotrofi sono microbi che usano l'energia chimica per costruire i loro corpi. Quindi sono come alberi, ma invece di usare la luce del sole usano prodotti chimici, " disse Lloyd, un autore corrispondente dello studio. "Questi microbi usano sostanze chimiche dalla zona di subduzione per formare la base di un ecosistema che è grande e pieno di diversi produttori primari e secondari. È come una vasta foresta, ma sottoterra".

Questo nuovo studio suggerisce che la nota relazione qualitativa tra geologia e biologia può avere significative implicazioni quantitative per la nostra comprensione di come il carbonio è cambiato nel tempo profondo. "Sappiamo già molti modi in cui la biologia ha influenzato l'abitabilità del nostro pianeta, che porta all'aumento dell'ossigeno atmosferico, Per esempio, " disse Donato Giovannelli, un professore dell'Università degli Studi di Napoli Federico II e co-autore corrispondente dello studio. "Ora il nostro lavoro in corso sta rivelando un altro entusiasmante modo in cui la vita e il nostro pianeta si sono coevoluti".