Горячий источник Grand Prismatic — это видимая часть обширной подземной водоносной системы, расположенной в Йеллоустонском национальном парке.

Исследовательская группа под руководством Эрика Бойда изучала, как серия небольших землетрясений, произошедших в 2021 году, повлияла на микробные сообщества, обитающие глубоко под плато Йеллоустона. Эти микроорганизмы живут в породах и водных системах, куда никогда не проникает солнечный свет. Вместо фотосинтеза они получают энергию за счет химических реакций, возникающих при движении воды через трещины в породе. Такая химическая активность обеспечивает энергией множество форм подземной жизни.

Землетрясения способны изменять эту среду несколькими способами: они могут открывать новые поверхности пород, вытеснять ранее изолированные жидкости и перенаправлять потоки воды в недрах. Каждый из этих процессов создает новые химические реакции, которые, в свою очередь, меняют виды энергии, доступные микробным сообществам. Исследователи называют это явление сменой химического «меню», из которого микроорганизмы могут выбирать необходимые ресурсы.

Чтобы понять, как сейсмическая активность повлияла на скрытую экосистему, ученые взяли пробы воды из почти стометровой скважины на западном берегу озера Йеллоустон. Пробы собирались пять раз в течение 2021 года, что позволило проследить, как условия менялись сразу после землетрясений и в последующие месяцы.

Анализ показал заметное увеличение содержания водорода, сульфида и растворенного органического углерода после землетрясений. Эти соединения являются важными источниками энергии для многих подземных организмов. По мере изменения химического состава воды команда также зафиксировала рост числа планктонных клеток, что свидетельствует о возрастании количества микробов в водной колонне. Такое сочетание химических и биологических изменений указывает на то, что серия землетрясений временно увеличила ресурсы, доступные глубинной микробной жизни.

Кроме увеличения числа клеток, Бойд и его коллеги заметили, что состав микробных сообществ со временем менялся. Это особенно интересно, поскольку обычно микробные сообщества в континентальных водоносных горизонтах считаются относительно стабильными. В отличие от этого, система Йеллоустона быстро и заметно отреагировала на сейсмические импульсы.

По мнению авторов, кинетическая энергия, связанная с землетрясениями, может влиять как на химию, так и на биологический состав водоносных жидкостей. Их выводы предполагают, что даже небольшие сейсмические события способны вызывать значимые экологические изменения под землей.

Наблюдаемые в скважине Йеллоустона процессы, вероятно, не уникальны. Во многих регионах мира землетрясения происходят регулярно и могут аналогичным образом изменять подземные энергетические ресурсы. Если этот механизм широко распространен, он может объяснить, как микробная жизнь сохраняется в глубоких и изолированных средах.

Исследователи также отмечают, что подобные процессы могут происходить и на других каменистых планетах, содержащих воду. Если землетрясения или аналогичные геологические движения способны обновлять химические ресурсы под поверхностью, это может расширить возможные среды обитания микробов на таких мирах, как Марс.