Úgy tűnik, szilárd talajon állunk,
de nem.
Alattunk a talaj és a kőzetek tele vannak apró repedésekkel
és üregekkel.
Az üregekben pedig elképesztően sok mikroorganizmus él,
mint például ezek is.
A legmélyebb pont, ahol a felszín alatt eddig mikrobákat találtunk,
öt kilométer volt.
Azaz ha lefelé,
a föld belseje felé kezdenénk szaladni,
öt kilométeren át mikrobák szegélyeznék az utunk.
Lehet, hogy még sosem gondoltak azokra a mikrobákra,
melyek mélyen a földkéregben élnek,
a beleikben lakókra viszont valószínűleg igen.
Ha összeadnánk
a világon élő összes ember és állat beleiben található mikrobát,
az összesen kb. 100 000 tonna lenne.
Hatalmas mennyiségű élőlényt cipelünk tehát minden nap a pocakunkban.
Legyünk büszkék erre!
(Nevetés)
De mindez eltörpül azon mikrobák tömege mellett,
melyek a Föld felszínén élnek:
például a talajban, folyókban és óceánokban.
Ezek összesen két milliárd tonnát nyomnak.
De mint kiderült, a földi mikroorganizmusok többsége
nem az óceánokban, a beleinkben vagy szennyvíztisztító telepeken él,
hanem a földkéregben.
Ezek össztömege 40 milliárd tonna.
Ez a Föld egyik legnagyobb bioformációja,
és néhány évtizeddel ezelőttig azt se tudtuk, hogy létezik.
Annak megismerése, hogy milyen a föld alatti élet,
és ez hogyan segítheti az emberiséget,
végtelen lehetőségeket kínál.
A térképen minden piros pont olyan helyet jelöl,
ahonnan modern mikrobiológiai módszerek segítségével
jó minőségű felszín alatti mintákat gyűjtöttük.
Figyelemre méltó,
mennyi helyről van mintánk,
de ha hozzátesszük azt is, hogy ez minden, amink van,
az már nem is olyan sok.
Ha például földönkívüliek lennénk,
és ezek alapján próbálnánk megrajzolni a Föld térképét,
biztos nem sikerülne.
Gyakran kérdezik tőlem:
"Igen, sok mikroorganizmus él a föld alatt, de...
ezek ott csak alszanak, nem?
Igen, ez igaz.
Egy fikuszhoz, a kanyaróhoz vagy a gyerekeim tengerimalacaihoz képest
ezek a mikroorganizmusok tényleg nem csinálnak sok mindent.
Azt tudjunk, hogy azért kell lassan élniük, mert ilyen sokan vannak.
Ha olyan gyorsan osztódnának, mint az E. coli,
kétszeresére növelnék a föld tömegét – a kőzeteket is beleértve –
egyik napról a másikra.
Valójában legtöbbjük valószínűleg egyszer sem osztódott
az ókori Egyiptom óta.
Ami elég szédületes.
Hogy is lehetne elképzelni azt, hogy valami ilyen hosszú ideig él?
Van erre egy kedvenc példám.
Bizarr és bonyolult,
de remélem, mindenki tudja követni.
Nos hát, kezdjünk bele.
Olyan ez, mintha a fák életciklusát próbálnánk megismerni úgy,
hogy csak egyetlen napig élnünk.
Azaz ha egy nap lenne a teljes emberöltő, és mi télen élnénk,
akkor egész életünkben
egyetlen olyan fát sem látnánk, amin levél van.
Sok-sok generáció élné le így az életét,
mire elmúlna a tél.
Még a történelemkönyvekben sem említenének mást,
csak azt, hogy a fák élettelen ágak,
és nem csinálnak semmit.
Természetesen ez nevetséges.
Mi tudjuk, hogy a fák csak a nyárra várnak,
hogy új életre keljenek.
De ha egy ember élete
sokkal rövidebb lenne, mint egy fáé,
akkor valószínűleg fogalmunk sem lenne, erről a teljesen nyilvánvaló tényről.
Tehát ha azt állítjuk, hogy a föld alatti mikrobák csak alszanak,
olyanok vagyunk, mint az egy napig élők, akik a fák életét próbálják megérteni.
Mi van, ha ezek a föld alatti élőlények is arra várnak,
hogy számukra is eljöjjön a nyár,
de a mi életünk egyszerűen túl rövid, hogy ezt megérjük?
Ha egy E. coli telepet tápanyag nélkül
kémcsőbe zárunk,
és így hagyjuk hónapokra vagy évekre,
a legtöbb sejt természetesen éhen hal.
De néhányan túlélik.
Ha ezeket a sejteket ezután összeeresztjük –
szintén táplálék nélkül –
egy friss és szapora E. coli teleppel,
akkor a régi veteránok fognak győzni a zöldfülűekkel szemben
minden egyes alkalommal.
Tehát itt a bizonyíték, hogy evolúciós előny
az extrém lassú anyagcsere.
Valószínűleg nem kellene egy kalap alá vennünk
a lassúságot a jelentéktelenséggel.
Lehet, hogy az elsőre élettelennek tűnő mikroorganizmusok
akár hasznosak is lehetnek az embernek.
Nos, amennyire tudjuk,
kétféle módon lehet a föld alatt élni.
Az első, hogy megvárjuk, amíg a felszínről lejut az ennivaló –
mintha egy ezer évvel ezelőtti piknik morzsáira várnánk.
Elég különös módja ez a táplálkozásnak,
de meglepő módon úgy tűnik, sok mikroorganizmus esetében működik.
A másik lehetőség, ami megfordulhat egy mikroba fejében:
"Na nem, én aztán nem szorulok a felszínre,
jól megvagyok itt is."
Azok, akik ezt az utat választják,
csak akkor tudnak életben maradni, ha mindent, amire szükségük van,
megkapnak a föld belsejében.
Pár dolog itt könnyebben hozzáférhető,
mert odalenn sokkal több van ezekből.
Ilyen pl. a víz és az olyan tápanyagok, mint a nitrogén, a vas vagy a foszfor,
és tágas az élőhely is.
Ezek olyan dolgok,
melyekért szó szerint ölni tudunk mi, felszínlakók.
A föld alatt viszont nehéz elegendő energiát találni.
A felszínen
a növények szén-dioxid molekulákat kötnek össze finom cukrokká,
amint a nap fotonjai elérik a leveleiket.
A föld alatt persze nem süt a nap,
tehát az lenti ökoszisztémának meg kell oldania azt a problémát,
hogy ki készít táplálékot az ott élőknek.
A föld alattiaknak kell tehát valami, ami olyan, mint egy növény,
csak épp kövekből lélegzik.
Szerencsére ilyen dolog létezik,
és kemolitoautotrófoknak hívják őket.
(Nevetés)
Ezek olyan mikrobák, melyek kémiai ("kemo") vegyületeket használnak,
amiket kőzetekből ("lito") nyernek,
és ezekből készítenek táplálékot, vagyis autotrófok.
Nagyon sokféle kémiai elemet tudnak erre használni:
ként, vasat, magnéziumot, nitrogént, szenet;
sőt páran akár egyszerűen elektronokat is.
Úgy képzelhetjük el ezt, mintha egy elvágott elektromos vezetéket
búvárpipaként használnának.
(Nevetés)
Ezek a kemolitoautotrófok
kémiai folyamatokból nyernek energiát,
és ebből táplálékot készítenek, mint a növények.
Tudjuk viszont, hogy a növények mást is termelnek, nem csak táplálékot.
Az egyik melléktermék az oxigén,
amire teljesen rá vagyunk utalva.
A kemolitoautotrófok melléktermékei
legtöbb esetben maguk is ásványi anyagok,
mint például a rozsda vagy a pirit, más néven bolondok aranya,
vagy a karbonátok, mint a mészkő.
Szóval itt vannak ezek mikroorganizmusok, melyek olyan nagyon lassúak, mint a kövek;
energiát termelnek kőzetekből,
és ennek melléktermékeként másfajta kőzetet állítanak elő.
Akkor most biológiáról beszélek, vagy geológiáról?
Ezek a lények eléggé elmossák a határvonalat.
(Nevetés)
Szóval, ha ezzel akarok foglalkozni,
és olyan biológus leszek,
aki olyan mikrobákkal foglalkozik, melyek kövekként viselkednek,
akkor talán neki kéne állnom földtant tanulni.
És mi a földtan legérdekesebb része?
A vulkánok.
(Nevetés)
Ez a kép a Costa Rica-i Poás vulkán belsejéről készült.
Sok vulkán akkor alakul ki,
mikor egy óceáni tektonikus lemez szárazföldi lemezzel ütközik.
Ahogy ez az óceáni lemez
a kontinentális lemez alá bukik,
víz, szén-dioxid
és sok más anyag préselődik ki belőle,
mint mikor egy vizes felmosórongyot csavarunk ki.
Az alábukó lemezek tehát kapuk a föld alatti világba,
ahol a felszín alatti és feletti anyagok helyet cserélhetnek.
Nemrégen néhány Costa Rica-i kollégám felajánlotta,
hogy dolgozzak velük néhány vulkánnál.
És persze elfogadtam, mert azon túl, hogy Costa Rica gyönyörű,
az ország egy alábukó lemez mentén helyezkedik el.
Arra a kérdésre kerestük a választ,
hogy miért van az, hogy a mélyen a föld alatt,
az óceáni lemezben felhalmozódott szén-dioxid
csak a vulkánokon keresztül tör a felszínre?
Miért nincs jelen az érintett terület egészén?
Lehetséges, hogy ez a mikroorganizmusok miatt van?
Ezen a képen a Poás vulkánban vagyunk
egy kollégámmal, Donato Giovannellivel.
A tó, ami mellett állunk, színtiszta akkumulátorsav.
Azért tudom ilyen biztosan, mert épp a pH-t mértük, mikor a kép készült.
Miközben a kráterben dolgoztunk,
megkérdeztem a Costa Rica-i kollégámat, Carlos Ramírezt:
"Oké, de ha a vulkán most hirtelen kitör,
mi a menekülési terv?
Azt mondta: "Hát igen, nagyszerű kérdés, és egyszerű a válasz:
Fordulj meg és gyönyörködj a látványban.
(Nevetés)
Merthogy ezt látod utoljára."
(Nevetés)
Talán úgy hangzik, hogy kicsit túldramatizálta a helyzetet,
de 54 nappal az után, hogy ott álltam a tó partján,
pontosan ez történt.
(Közönség:) Ó!
Szörnyen félelmetes, nem?
(Nevetés)
Ennek a vulkánnak ez volt a legnagyobb kitörése az elmúlt kb. 60 évben,
és nem sokkal az után, hogy ez a videó véget ért,
a kamera, ami a felvételt készítette megsemmisült,
a tó pedig, amiből a mintákat vettük
az utolsó cseppig elpárolgott.
A teljesség kedvéért azért elmondom,
hogy elég biztosak voltunk, hogy ilyesmi nem történik akkor,
amikor a kráterben voltunk,
hiszen Costa Rica gondosan figyeli a vulkánokat
az OVSICORI Intézet segítségével,
és aznap még az intézet néhány munkatársa is velünk volt.
De az, hogy a vulkán kitört, tökéletesen szemlélteti,
hogy ha meg akarjuk tudni,
honnan tör fel a szén-dioxid az óceáni lemezből,
akkor a megoldást elég magukban a vulkánokban keresni.
Ha Costa Ricába utaznak
talán észreveszik, hogy nemcsak vulkánok vannak,
hanem rengeteg csinos kis hőforrás is akad mindenhol.
Néhány forrás vize
szintén ezekből a mélyen a föld alá süllyedt lemezekből tör föl.
A feltevésünk az volt,
hogy a vízben szén-dioxidnak is lennie kéne,
de valami még mélyen a föld alatt kiszűri belőle.
A következő két hétben tehát körbejártuk Costa Ricát,
és minden hőforrásból mintát vettünk.
Rettenetes volt, ezt el kell mondjam.
A következő két évben pedig ezeket az adatokat elemeztük.
Azoknak, akik nem természettudományokkal foglalkoznak, elmondom,
hogy a nagy felfedezések nem akkor születnek,
mikor egy gyönyörű hőforrásnál vagy más látványos helyen vagyunk.
Hanem akkor, mikor a számítógépünk előtt görnyedünk,
vagy egy bonyolult műszert próbálunk életre kelteni,
vagy a kollégáinkkal beszélünk Skype-on,
mert nem igazodunk ki az adatokon.
A tudományos felfedezések, ahogy a föld alatti baktériumok is,
nagyon, nagyon lassúak tudnak lenni.
A mi esetünkben viszont meglett a munka eredménye.
Kimutattuk, hogy a szén-dioxid szó szerint tonnaszámra szabadul fel
az alámerült óceáni lemezekből.
Ami pedig ezt a föld alatt tartotta,
és meggátolta abban, hogy visszajusson a légkörbe,
ott mélyen a földkéregben,
Costa Rica imádnivaló lajhárjai és tukánjai alatt,
nem volt más, mint a kemolitoautotrófok.
Ezek a mikroorganizmusok, és a kémiai folyamatok, melyeket előidéztek,
a szén-dioxidot karbonátokká alakították,
és így megkötötték a föld alatt.
Ez viszont azt a kérdést veti fel,
hogy ha a föld alatti folyamatok
ilyen hatékonyan tudják megkötni a mélyből érkező szén-dioxidot,
akkor tudnának-e esetleg
a mi kis szén-dioxid problémánkban is segíteni itt a felszínen?
Az emberek annyi szén-dioxidot bocsátanak a légkörbe,
hogy a Föld lassan nem lesz képes fenntartani az életet,
legalábbis a mai formában.
Tudósok, mérnökök és vállalkozók dolgoznak azon,
hogy kivonják a szén-dioxidot
a szennyezőforrásokból,
hogy az ne kerülhessen a légkörbe.
De mihez kezdjenek a szén-dioxiddal?
Ezért van tehát szükség arra,
hogy tanulmányozzunk minden helyet, ahol a szén-dioxidot tárolni lehet –
lehetőleg föld alatt,
és hogy megtudjuk mi lesz vele, ha oda kerül.
Lehet, hogy a föld alatti mikrobák nem lennének megfelelőek,
mert túl lassúak ahhoz, hogy bármit megkössenek?
Vagy segítségünkre lehetnek,
mert a szén-dioxidot szilárd karbonátokká alakítják?
Ha ekkora áttörést érhetünk el
egyetlen Costa Rica-i kutatás során,
akkor képzeljék csak el, mi más várhat még felfedezésre odalenn?
Ennek az új geo-bio-kémiának, vagy földkéreg-biológiának,
vagy akárhogy is hívják,
hatalmas hozadékai lehetnek,
nemcsak a klímaváltozás elleni harcban,
hanem abban is, hogy megértsük, hogy fejlődött együtt az élet és a Föld,
vagy hogy új lehetőségeket fedezzünk fel ipari vagy orvosi felhasználásra.
Esetleg hasznos lehet földrengés-előrejelezésre is,
vagy arra, hogy más bolygókon életet találjunk.
Lehet, hogy még az élet eredetét is segít megfejteni.
Szerencsére ezen az úton nem egyedül járok.
Sok nagyszerű kollégám van a világ minden táján,
akik próbálják megfejteni a föld alatti világ rejtelmeit.
És talán elsőre úgy tűnik, hogy a föld alá temetett élet
olyan távol van mindennapi életünktől, hogy nincs is semmi jelentősége,
de az igazság az, hogy ez a furcsa és lassú élet
válaszokat adhat
akár a földi élet legnagyobb kérdéseire is.
Köszönöm.
(Taps)