Antarktika Vostoki järve maailma saladused

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Venemaa praktiliselt külmutas jääaluse Antarktika Vostoki järve uued puurimised ja just sel hetkel, kui jõudis kohaliku elu avastamisele kõige lähemale.

Me kõik teame, et pärast Antarktikas Vostoki järve sügavuses puurimist leidsime jälgi äärmiselt ebatavalisest bakterist. Välisteadlaste hinnangul on järves palju eksootilisi hulkrakse organisme. Nende kodumaised kolleegid lükkavad selle seisukoha ümber, kuid usuvad ka, et tema uurimistöö jätkamine tooks kaasa palju uut – ja võimaldaks mõista, milline võiks välja näha elu Päikesesüsteemi teistes maailmades. Lähiajal seda ei juhtu: Vostoki põhitöö kahjuks peatati. Kui keegi järves selliseid avastusi teeb, võib sellest saada välismaa teadlaste teene – ja see juhtub üsna pea.

Vostoki järv on suur 6000 kuupkilomeetrine veehoidla, mida on kordades rohkem kui Laadogal. Lisaks on ida jääalune, ligi nelja kilomeetri sügavusel, mistõttu on seal rõhk kuni 400 atmosfääri ning hapnikul ja lämmastikus pole väljaspool atmosfääriga kokkupuudet kuhugi minna. Nendest küllastunud järve veed on ainulaadne keskkond, mis peaks olema Maa elu jaoks kõige ebasoodsam reservuaar. Kuid vaatamata sellele on seal siiski elu - vähemalt nii arvavad mitmed Venemaa ja Ameerika teadlased, kes on uurinud selle puurimise tulemusi. Kuigi nende kahe riigi teadlaste hinnangud selle elamiskõlblikkuse kohta erinevad kardinaalselt, usuvad nad kõik, et on leidnud jälgi kohalikust elust.

2017. aasta aprillis esilinastus film "Vostoki järv. Hullumeelsuse seljandik", mis rääkis väga rasketest tingimustest, milles Venemaa polaaruurijad ja teadlased saavutasid väga märkimisväärseid tulemusi eluotsingutel mitme kilomeetri pikkuse Antarktika jää all. Film kogub endiselt rahvusvahelisi auhindu, kuid ajalugu on sellega seotud ja olulisem kui kõik auhinnad. Ta tõstatab teema Vostoki järve sügavpuhaspuurimise tegelikust peatamisest samanimelise polaarjaama jõudude poolt. Rahapuudus on takistanud seal suurte sammude tegemist alates 2015. aastast. Ja praegu on jaamas mitu korda vähem inimesi kui töö tippajal. Sellest pole praktiliselt lootagi suurt kohaliku elu avastamist jää all. On aeg heita pilk puurimisajalukku, et mõista, mida seal on saavutatud ja mis – tänu praegusele töö „külmutamisele“– jääb saavutamata.

Kes täpselt elab Vostoki jaama ja samanimelise järve vahel jää all, on kaks seisukohta. Üks neist on ameeriklane, teine venelane. Esimene tugineb Ameerika Ühendriikides 1990. aastatel selles piirkonnas läbi viidud madalamate puurimiste tulemustele. Siis õnnestus neil üle järve saada vaid jää – see, mis tekkis selle vetest, järk-järgult tõusis ja külmus. Tema proovide analüüsimise tulemuste põhjal leidis Scott Rogersi grupi metagenoomiline meetod sealt 1623 liigi geenijärjestusi! Neist kuus protsenti kuulusid üsna keerukatele olenditele – eukarüootidele, eraldatud tuumaga olenditele, mida ümbritseb müür. Midagi nii keerulist võis kõige vähem näha mitme kilomeetri sügavusel.

Veelgi enam, üks eeldatavalt sel viisil leitud bakteritüüpidest elab ainult kalade soolestikus - see lihtsalt ei esine neist eraldi. Leiti ka rotiferitele ja molluskitele omaseid geenijärjestusi. Sellest järeldas Ameerika rühm, et Vostoki järve elanike seas võib olla äärmiselt keerulisi olendeid, isegi kalu ja vähilaadseid. Ühe hüpoteesi kohaselt on avatud veehoidla kujul olev järv eksisteerinud kümneid miljoneid aastaid ja ainult viimast 14-15 miljonit on jää varjatud.

See tähendab teadlaste teooria kohaselt, et kohalikel kaladel ja vähilaadsetel oli palju aega jääaluste tingimustega järk-järgult kohanemiseks. Lisaks, kui nad seal on, võivad nad muuta ida äärmuslikud tingimused vähem ekstreemseks. Hapnikku hingavad organismid võivad koos jääga järve sattuva liigse hapniku ära tarbida. Siis ei pruugi järve sügavuses seda gaasi - tugevat oksüdeerijat, mille kõrval elu kerge olla - üleliigselt olla ei pruugi olla.

Vene teadlased eesotsas Sergei Bulatiga reageerisid sellele avastusele äärmiselt külmalt. Nad märkisid täiesti õigesti, et puurimisel kasutati tehnilisi vedelikke, mis olid saastunud tavalise pinnase ja muude bakteritega. Välisreostust "kohalikest elanikest" on praktiliselt võimatu eristada ilma "puhast puurimist" kasutamata. Koduteadlased usuvad, et sellistes tingimustes saab tõelisest "ida" elust rääkida ainult siis, kui leitakse geneetilised järjestused, mis on kõigest täiesti erinevad.

Ja Venemaa Teaduste Akadeemia Peterburi tuumafüüsika instituudi spetsialistidel õnnestus sealt leida bakteri DNA, mis ei ühtinud ühegi teadaoleva liigiga. See on neile nii võõras, et seda polnud võimalik isegi mõnda bakterirühma paigutada. 14 protsenti tema geenidest ei leidu üheski teises teadaolevas liigis. Nagu Sergei Bulat toona ütles, on see DNA nii erinev millestki muust, et "kui see leitaks Marsil, kuulutaksid nad kahtlemata, et see on elu Marsilt. Kuigi see on maapealne DNA."

Need on aga bakterid, lihtsad, üherakulised, ilma "kellade ja vilede" ja tarbetu keerukusega. Midagi ootamatut ja veelgi keerulisemat, kuid samas maismaaliikidest erinevat geene pole jääproovidest veel leitud. Nii et eukarüootid ja isegi mitmerakulised nagu kalad on meie teadlaste arvates seal endiselt tühistatud. See ei pruugi olla halb. Valguse ja ülalt toitaineteta elutsevad kalad peaksid olema kõigele nii võõrad, et me teame, et tegelikult ei erineks nad kuigivõrd suvalistest "rohelistest mehikest" loomeufoloogide juttudest.

Küsimus, kas idas leidub hulkrakse organisme, ei ole sellega sugugi suletud. Viimasel ajal on teadlased teada saanud, et mitmerakulised organismid – eriti seened – võivad mingil moel müstilisel kombel sügaval merepõhja all ellu jääda. Rõhk on seal isegi kõrgem kui liustikualuses järves. Ilmselt elavad seened kuidagi koos kemoautotroofsete bakteritega, mis ammutavad energiat anorgaanilisest ainest selle oksüdeerumise tõttu. Ebapiisavalt oksüdeeritud rauaühendid, näiteks oliviini koostises, toimivad nii sügava elu "kütusena". Bakterid "põletavad" seda hapnikuga ja saavad vett.

Ja 2017. aasta aprilli lõpus sai teatavaks, et kirjeldatud tüüpi mitmerakulised seened võivad merepõhja all eksisteerida 2,4 miljardit aastat. Pealegi tekkisid need juba enne atmosfääri hapnikuga küllastumist. See tähendab, et vastupidiselt senistele seisukohtadele ei vaja mitmerakuline ja keeruline elu hapnikuatmosfääri ega soodsaid tingimusi planeedi pinnal. Kui see oli nii miljardeid aastaid tagasi, siis võib juhtuda, et isegi tänapäeval leidub jääaluses järves bakteritest keerukamaid organisme – ja palju muudki.

Oletame korraks, et asjad võivad nii olla. Siis ulatub nende avastamise tähtsus palju kaugemale, kui me teadsime maisest elust. Fakt on see, et ka Marsi, Titani, Enceladuse, Europa, Cerese ja paljude teiste süsteemi kehade sooltel on peal jääkate, all vesi ja kõrge rõhk. Need on Ida oludega nii sarnased, et järeldus viitab iseenesest: kui Antarktika jää all leidub keerulist elu, siis on selle olemasolu teistes päikesesüsteemi maailmades raske välistada.

Esmapilgul võib tunduda, et Antarktika jääaluse elu peamine probleem on külm. Tegelikult ei pruugi see üldse nii olla. Jah, järve ülemised kihid on jahutatud miinus kolme kraadini. Kui rõhku poleks üle 350 atmosfääri, oleks nende asemel jää, ainult see ei lase nii külmal veel külmuda. Ja siiski, suure tõenäosusega on järve alumised kihid temperatuuride poolest palju ekstreemsemad.

Järve kohal sada-kaks meetrit jäält õnnestus leida termofiilne bakter Hydrogenophilus thermoluteolus. Kuigi see on seal "välimuselt" üsna tavaline (geenid on sarnased teiste teadaolevate proovidega), on seda välissaaste arvele väga raske omistada. Ja mitte ainult sellepärast, et Antarktikas asuv termofiilne bakter oleks üsna kummaline saasteaine. Veelgi olulisem on see, et enne jääd ida kohal võis seda leida ainult kuumaveeallikates. Pealtnäha pole tal suurt midagi teha – ta elab vesiniku oksüdeerimisest, mis koguneb kohtadesse, kus kuum vesi kividega kokku puutub.

Selline "saasteaine" ei saaks peaaegu kindlasti sattuda Venemaalt või mujalt maailmast puurimisel kasutatavasse petrooleumi või freooni. Selliste ainete tootmine ei asu kusagil kuumaveeallikates. Selle põhjal oletavad Venemaa ja Prantsuse teadlased, et samad allikad on peidus ka subglatsiaalse järve põhjas, millest lisaks kuumale veele voolab läbi vesinik, mis on aluseks kemoautotroofsele elule.

Üldiselt pole Hydrogenophilus thermoluteolus kuuma vee läheduses elavate inimeste seas kaugeltki suurim äärmus. Temale meeldivad inimesed elavad ja arenevad 40-60 kraadi juures. Neist kõige "jäigamad" on lihtsamalt paigutatud üherakulised organismid arhead, mis kannavad kuni 122 kraadi Celsiuse järgi. Järve kohal olevast jääst ega sealt võetud proovidest pole aga seni leitud jälgi arheadest. Nii et kui see on päris põhjas kuum, siis mitte ülemäära, mitte üle keemistemperatuuri, mille juures bakterid surevad.

Mitu aastat tagasi hakkas järve vetesse süvapuurimine aeglustuma. Sellisele sügavusele jõudmiseks puur ei sobi: jäält sulav vesi külmub kiiresti. See asendatakse mittekülmuva petrooleumi või freooniga. Kui aga sellised vedelikud – neis võib olla palju baktereid – satuvad järve vetesse, on väga raske aru saada, kes puurimisel leitud on aborigeen ja kes tulnukas. Vene teadlased on juba ammu jõudnud järeldusele, et viimastel kümnetel meetritel jääl ja veelgi enam järvel endal on vaja põhimõtteliselt erinevaid tehnoloogiaid, mis välistavad järvevee kontakti väliste vedelikega.

Paraku tähendab see, et vaja on uut puurimisseadet. Ja selle loomine – erinevalt eelmise ekspluateerimisest – nõuab raha, kuigi mitte mingil juhul kosmilises mastaabis. Nii et kusagil 2015. aastal pidurdus töö edasine käik tõsiselt. Jaama personali "igav" osa moodustab nüüd vaid paar inimest ja kord toodi selle ülesande täitmiseks selle personali kümnetesse.

Juhtunu on suure tõenäosusega nii, nagu oleks Hruštšov pärast 1957. aasta oktoobrit järsku öelnud, et satelliitide saatmine on kallis, ega rahastanud kõiki muid kosmoselende. Vene teadlased leidsid kilomeetrite sügavusel lebava liustikualuse järve jaoks parima kandidaadi ebatavaliseks eluks. See järv, nagu paljud arvavad, on maa-aluste kanalite kaudu ühendatud teiste kohalike järvedega – ja neid on Antarktikas kümneid, Vostok on lihtsalt suurim. Ja järsku, selle asemel, et jätkata tööd, leida uusi baktereid või isegi mitmerakulisi organisme, jätame äkitselt ise võitluse kõrvale.

Selle otsuse loogika on mõistetav. Hruštšov ei saanud öelda "mängi ringi ja sellest piisab" - ta oleks USA konkurentsisurve tõttu näo kaotanud. W. Brown oli seal oma unistustega kuust ja lendamisest keeldumine seaks NSV Liidu ebamugavasse olukorda. Kahjuks ei kiirusta pahatahtlikud ameeriklased meiega võistlema kõige eksootilisema maise elu uurimise suunas. Selleks pole osariikidel lihtsalt järve kohal polaarjaama. Selle tulemusena võib olukord muutuda pikaks peatumiseks meie enda selles suunas tehtavates jõupingutustes.

NASA aga mõtleb alles kilomeetrite jää puurimise meetoditele Euroopas. Võib-olla mõtlevad nad mobiilse puurimiskompleksi katsetamisele samas idas. Siis võib selguda, et kõige ekstreemsema jääaluse elu avastamisel on prioriteet kellelgi teisel.