Микроорганизмы ездят на вулканах

Атмосферу не напрасно величают воздушным океаном: океан и есть. И, как и океан, она битком набита миллионами форм микроскопической жизни. Аэропланктон, как его иногда называют, переносит заболевания и засеивает облака (тем самым оказывая влияние на погоду и климат). Подобно своим морским собратьям, которых несут волны и течения, аэропланктон пролетает тысячи километров с сезонными ветрами, бурями и даже смогом.

Поскольку добраться до того или иного места он может самыми разными способами, недавнее обнаружение микрофоссилий в вулканических отложениях Йеллоустона (США) и Тараверы (Новая Зеландия) само по себе не означало, что микробы способны оседлать ещё и извержения. Однако новое исследование подтвердило: способны!

Исследователи изучили окаменелости диатомовых водорослей, которые сохранились в породах, выброшенных на поверхность новозеландским вулканом Таупо 25,4 тыс. лет назад. В отличие от других, это извержение произошло под озером (озером Хука) и, следовательно, должно было привести к смешиванию магмы и воды, изобиловавшей фитопланктоном. Получившаяся комбинация вулканического пепла, пемзы и фрагментов пород была унесена за сотни километров прочь от вулкана влажными атмосферными течениями.

В общей сложности авторы проанализировали 22 образца отложений из 11 локаций; некоторые из них располагались в 850 км от места извержения. В каждом из образцов выявлено по крайней мере 300 целых или частичных створок диатомовых водорослей, так что можно было судить о составе отдельных популяций диатомей. Конечно, для сравнения изучили отложения со дна озера. Наконец, чтобы исключить возможное попадание в число микрофоссилий обитателей других сред, исследовали слои отложений непосредственно до и после извержения.

Результаты ясно говорят о том, что диатомеи в вулканических отложениях аналогичны тем, что находились в образцах осадка из озера Хука. Иными словами, они имеют общее происхождение. Несмотря на то что образцы порой разделяли сотни километров, они были удивительно схожи друг с другом и отличны от местных. Более того, из трёх наиболее распространённых видов, обнаруженных в образцах обоих типов, два обычно встречаются в озёрах по всему миру, а третий можно найти только в глубоких водоёмах вулканического региона Северного острова Новой Зеландии.

Основываясь на своих выводах, учёные постулируют, что взаимодействие между магмой и озером Хука во время извержения «выдернуло» значительное количество пресноводных микробов не только из толщи воды, но также из примерно 300-метрового донного осадка. По их мнению, вулканические отложения содержат почти 0,6 км³ останков диатомовых водорослей.

Хотя авторы не могут с уверенностью утверждать, пережили диатомеи внезапное путешествие или нет, есть данные, что некоторые виды успешно переносят перепады температур и периоды длительной сушки, то есть как раз те условия, в которых оказались микроорганизмы из отложений. Учёные также предполагают, что процессы конденсации, замораживания и агрегации частиц, которые происходят в насыщенных влагой вулканических выбросах, могли покрыть диатомовые водоросли (или более выносливые микробы вроде термофильных бактерий) защитной плёнкой из мелкого пепла, воды или льда.

Выжившие в этих испытаниях микроорганизмы могли породить новые популяции в прежде недоступных им местах. Со временем подобные миграции меняют среду и даже приводят к появлению новых видов. Возможно, такие «мокрые» извержения сыграли важную роль в распространении огромного разнообразия микробов в истории Земли.

Несколько более практическое значение исследования заключается в том, что микроорганизмы могут служить биологическими маркерами извержений. Микрофоссилии содержат ценную информацию о месте, времени и динамике отдельных извержений — точно так же, как аэропланктон позволяет учёным проследить источник и вычислить возраст воздушных масс.

Результаты исследования опубликованы в журнале Geology.

Подготовлено по материалам Ars Technica.