นักธรณีวิทยา พบระบบน้ำใต้ดินโบราณอายุ 1.2 พันล้านปีเก่าแก่ที่สุด ในเหมืองแอฟริกาใต้

พบระบบน้ำใต้ดินโบราณอายุ 1.2 พันล้านปีเก่าแก่ที่สุด ในเหมืองแอฟริกาใต้

นักธรณีวิทยาได้ค้นพบน้ำใต้ดินอายุ 1.2 พันล้านปีใต้พื้นผิวประมาณ 3 กม. ใน Moab Khotsong ซึ่งเป็นเหมืองแร่ทองคำและยูเรเนียมที่ผลิตในแอฟริกาใต้ น้ำใต้ดินโบราณนี้อุดมด้วยสารกัมมันตภาพรังสีที่มีความเข้มข้นสูงสุดเท่าที่ค้นพบในของเหลว การค้นพบนี้มีความหมาย...ถึงดาวเคราะห์นอกโลก ซึ่งบนดาวเคราะห์หิน เช่น ดาวอังคาร น้ำใต้ผิวดินอาจคงอยู่เป็นระยะเวลานาน แม้ว่าสภาพพื้นผิวจะไม่เป็นเขตที่อยู่อาศัยอีกต่อไป

ยูเรเนียมและธาตุกัมมันตภาพรังสีอื่น ๆ เกิดขึ้นตามธรรมชาติในหินที่อยู่โดยรอบซึ่งมีแร่ธาตุและแร่สะสมอยู่

องค์ประกอบเหล่านี้มีข้อมูลใหม่เกี่ยวกับบทบาทของน้ำใต้ดินในฐานะแหล่งกำเนิดพลังงานสำหรับกลุ่มจุลินทรีย์ที่อาศัยอยู่ร่วมกับเคมีหรือหิน ซึ่งเคยค้นพบก่อนหน้านี้ในชั้นใต้ผิวดินลึกของโลก

เมื่อธาตุต่างๆ เช่น ยูเรเนียม ทอเรียม และโพแทสเซียมสลายตัวในชั้นใต้ผิวดิน รังสีอัลฟา เบตา และแกมมาที่ได้จะก่อให้เกิดผลกระทบเป็นระลอก กระตุ้นสิ่งที่เรียกว่าปฏิกิริยาการแผ่รังสีในหินและของเหลวโดยรอบ

ที่Moab Khotsongเหมืองทองคำและยูเรเนียมที่ตั้งอยู่ใน Witwatersrand Basin ภายใน Kaapvaal Craton ประเทศแอฟริกาใต้ Oliver Warr นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยโตรอนโตและเพื่อนร่วมงานพบฮีเลียม นีออน อาร์กอน และซีนอนจำนวนมาก

รวมทั้งการค้นพบคริปทอน อย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน -86 — ตัวติดตามที่ไม่เคยเห็นมาก่อนในประวัติศาสตร์ปฏิกิริยาอันทรงพลังนี้

รังสียังทำให้โมเลกุลของน้ำแตกตัวในกระบวนการที่เรียกว่าการสลายด้วยรังสี ทำให้เกิดไฮโดรเจนความเข้มข้นสูง

ซึ่งเป็นแหล่งพลังงานที่จำเป็นสำหรับชุมชนจุลินทรีย์ใต้ผิวดินที่อยู่ลึกลงไปในโลกที่ไม่สามารถเข้าถึงพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อสังเคราะห์แสงได้

เนื่องจากมีมวลน้อยมาก ฮีเลียมและนีออนจึงมีค่ามากเป็นพิเศษสำหรับการระบุและวัดปริมาณศักยภาพในปฏิกิริยาเคมี

ในขณะที่หินชั้นใต้ดินที่เป็นผลึกซึ่งมีรูพรุนต่ำมากซึ่งพบน้ำเหล่านี้หมายความว่าน้ำใต้ดินส่วนใหญ่แยกตัวและไม่ค่อยปะปนกัน ซึ่งคิดเป็นอายุ 1.2 พันล้านปี การแพร่กระจายยังคงเกิดขึ้นได้

ดร. Warr กล่าวว่า "วัสดุที่เป็นของแข็ง เช่น พลาสติก เหล็กกล้าไร้สนิม และแม้แต่หินแข็ง จะถูกแทรกซึมโดยการแพร่กระจายของก๊าซฮีเลียม เหมือนกับการยุบตัวของบอลลูนที่บรรจุก๊าซฮีเลียม"

“ผลการวิจัยของเราแสดงให้เห็นว่าการแพร่กระจายทำให้ฮีเลียมและนีออน 75-82% เดิมทีผลิตขึ้นจากปฏิกิริยาการแผ่รังสีถูกเคลื่อนย้ายผ่านเปลือกโลก”

ผู้เขียนเน้นย้ำว่าข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับปริมาณฮีเลียมที่แพร่กระจายจากส่วนลึกของโลกเป็นก้าวที่สำคัญ เนื่องจากปริมาณสำรองฮีเลียมทั่วโลกหมดลง และการเปลี่ยนไปสู่ทรัพยากรที่ยั่งยืนมากขึ้นได้รับแรงฉุด

ดร. Warr กล่าวว่า "มนุษย์ไม่ได้เป็นเพียงรูปแบบชีวิตเดียวที่อาศัยแหล่งพลังงานใต้ผิวดินลึกมากๆ

“เนื่องจากปฏิกิริยาการแผ่รังสีก่อให้เกิดทั้งฮีเลียมและไฮโดรเจน เราจึงไม่เพียงแต่เรียนรู้เกี่ยวกับแหล่งกักเก็บและการขนส่งฮีเลียมเท่านั้น แต่ยังคำนวณฟลักซ์ของพลังงานไฮโดรเจนจากโลกใต้พิภพที่สามารถรักษาจุลินทรีย์ใต้ผิวดินในระดับโลกได้”

“การคำนวณเหล่านี้มีความสำคัญต่อการทำความเข้าใจว่าสิ่งมีชีวิตใต้ผิวดินดำรงอยู่บนโลกได้อย่างไร และพลังงานใดที่อาจหาได้จากพลังงานที่ขับเคลื่อนด้วยสารกัมมันตภาพรังสีบนดาวเคราะห์ดวงอื่นและดวงจันทร์ในระบบสุริยะและอื่น ๆ เพื่อแจ้งภารกิจที่จะเกิดขึ้นไปยังดาวอังคาร ไททัน เอนเซลาดัส และยูโรปา ”

การค้นพบนี้ได้รับการอธิบายไว้ในบทความ ที่ ตีพิมพ์ในวารสารNature Communications