Dr. Rowan Martindale, paleoecolog și geobiolog la Universitatea din Texas la Austin, se afla într-o drumeție prin peisajul arid al Văii Dadès din Munții Atlas Central din Maroc, când ceva complet neobișnuit a făcut-o să se oprească în loc.
Martindale și echipa sa, din care făcea parte și Stéphane Bodin de la Universitatea din Aarhus, explorau această vale accidentată cu un scop precis: studierea ecologiei sistemelor de recifuri antice care dominau zona pe vremea când aceasta se afla pe fundul oceanului. Pentru a ajunge la acele recifuri, cercetătorii trebuiau să traverseze numeroase straturi de turbidite – sedimente formate din fluxuri dense de resturi subacvatice.
Deși pe aceste depozite apar în mod frecvent modele ondulate, Martindale a observat ceva diferit: mici creste și riduri stratificate așezate deasupra undelor. Era o textură care, conform tuturor regulilor geologiei, pur și simplu nu avea ce căuta acolo.
„În timp ce urcam pe aceste turbidite, m-am uitat în jur și mi-a atras atenția acest plan de stratificare frumos ondulat”, spune Martindale. „I-am spus: «Stéphane, trebuie să vii aici. Astea sunt structuri de riduri!»”
Ce sunt mai exact aceste „riduri geologice” ?
În termeni științifici, structurile de riduri sunt mici gropi și creste, cu dimensiuni care variază de la câțiva milimetri la câțiva centimetri. Ele se formează atunci când comunitățile microbiene și algele cresc sub formă de covorașe dense pe fundul nisipos al mării.
Partea fascinantă este că aceste texturi delicate supraviețuiesc extrem de rar în rocile mai tinere, deoarece activitatea animalelor marine le perturbă și le distruge. Din acest motiv, structurile de riduri sunt o raritate absolută în rocile cu o vechime mai mică de 540 de milioane de ani – momentul în care viața animală a explodat în diversitate și a început să agite constant sedimentele oceanice. În zilele noastre, geologii găsesc de obicei astfel de structuri doar în medii de maree puțin adânci, unde lumina soarelui poate susține viața algelor fotosintetice.
Misterul apelor adânci: de ce aceste amprente nu ar fi trebuit să existe
Aici intervine adevărata enigmă. Structurile ridate descoperite de Martindale erau încrustate în roci formate la o adâncime de cel puțin 180 de metri, mult sub nivelul la care poate pătrunde lumina soarelui. Prin urmare, era imposibil ca aceste modele să fi fost create de aceleași alge dependente de lumina solară pe care le vedem astăzi în apele de mică adâncime.
Până acum, afirmațiile anterioare privind existența structurilor de tip „rid” în depozitele de turbidite de adâncime fuseseră privite cu scepticism și puternic contestate de comunitatea științifică. Mai exista și complicația vârstei: la 180 de milioane de ani vechime, aceste roci s-au format într-o eră în care animalele perturbau deja activ fundul oceanului la nivel global, un proces care, în mod normal, ar fi trebuit să șteargă orice urmă a acestor texturi microbiene delicate. Pe scurt, dovezile pe care le privea Martindale ar fi trebuit să fie inexistente.
Realizând magnitudinea și anomalia descoperirii, cercetătoarea a început o investigație amănunțită pentru a confirma dacă instinctul ei inițial era corect.
„Să analizăm fiecare dovadă pe care o putem găsi pentru a ne asigura că acestea sunt structuri de riduri în turbidite”, spune Martindale, deoarece structurile de riduri, de obicei de origine fotosintetică, „nu ar trebui să se afle în acest mediu de apă adâncă”.
Ecosistemul ascuns: dovezi ale vieții chemosintetice
Echipa a trecut la examinarea meticuloasă a straturilor de rocă din jur, confirmând fără urmă de îndoială că sedimentele erau turbidite. Următorul pas a fost să demonstreze că aceste texturi stranii erau, într-adevăr, rezultatul unei activități biologice.
Testele chimice au oferit dovada crucială. Sedimentul aflat imediat sub riduri prezenta niveluri ridicate de carbon – un indicator clasic al unei origini biologice. Pentru a înțelege fenomenul, cercetătorii s-au uitat la oceanele moderne. Imaginile capturate de submersibile telecomandate (ROV), care explorează adâncurile mult sub zona fotică (acolo unde pătrunde lumina), au arătat că straturile microbiene pot prospera și în întuneric total. Diferența? Acestea sunt construite de bacterii chemosintetice – microorganisme capabile să își extragă energia direct din reacții chimice, ocolind complet nevoia de lumină solară.
Cum au sculptat microbii acest peisaj submarin?
Corelând observațiile geologice cu dovezile chimice și exemplele din adâncurile oceanelor moderne, echipa a ajuns la o concluzie remarcabilă: tocmai au descoperit primele structuri de riduri chemosintetice conservate perfect în înregistrările rocilor.
Cum a fost posibil? Fluxurile de turbidite au fost, cel mai probabil, arhitecții acestor condiții perfecte. Aceste avalanșe de resturi subacvatice au transportat material organic și nutrienți esențiali în apele adânci, scăzând totodată nivelul de oxigen din sedimentele înconjurătoare. Acest mediu extrem a devenit un paradis pentru comunitățile de bacterii chemosintetice.
În perioadele de liniște dintre fluxurile de deșeuri, bacteriile s-au extins pe fundul mării, formând straturi deasupra sedimentului. Pe măsură ce aceste covorașe microbiene creșteau, ele au generat tiparele de suprafață ridate pe care echipa le-a descoperit pietrificate în munții Marocului. Deși un nou flux de deșeuri ar fi trebuit, în mod normal, să șteargă complet aceste structuri, ocazional, stratul a fost îngropat cu o delicatețe neașteptată, fiind conservat pentru eternitate.
Rescrierea căutării de viață străveche: de la alge la bacterii
Această descoperire ar putea schimba modul în care căutăm viața antică. Martindale intenționează acum să deruleze experimente de laborator pentru a decoda exact cum se formează aceste riduri în mediile turbiditice. Mai important, ea speră că această revelație va determina comunitatea științifică să abandoneze ipoteza veche conform căreia structurile ridate sunt exclusiv opera straturilor microbiene fotosintetice.
Dacă microorganismele chemosintetice pot lăsa aceleași amprente, geologii au acum un motiv întemeiat să caute structuri ridate în medii oceanice pe care, până acum, le ignoraseră complet în căutarea urmelor de viață străveche.
„Structurile ridate sunt dovezi cu adevărat importante în evoluția timpurie a vieții”, spune Martindale. Ignorând posibila lor prezență în turbidite, „am putea pierde o piesă cheie din istoria vieții microbiene”.
Studiul a fost publicat în revista științifică Geology.
