Dünya’nın En Sıcak Yerinde, Saf Asit İçinde Yaşam Bulundu
İlk kez, bilim insanları Etiyopya Danakil Çöküntüsü’nde kabaran sıcak su kaynaklarında canlı mikroplar buldular.
Parlak sarı ve yeşil göletlerin egemen olduğu, renklerin gerçek üstü manzarasında, sıcak su, kazan gibi kaynarken, zehirli klor ve kükürt gazları havayı boğuyordu.
“Cehenneme açılan kapı” olarak bilinen Etiyopya’daki Danakil Çöküntüsü, çok sıcaktır ve Dünya’nın en ulaşılmaz yerlerinden biridir. Yine de bölgeye yapılan son seferden anlaşılan burada hayat var.
Danakil Çöküntüsü, Afrika Boynuzu’nun kalbinde bulunur, dünyanın en ulaşılmaz, en zorlu ve en az incelenen alanlarından biridir. Etiyopya’nın kuzeybatısında, Eritre sınırı yakınlarında, deniz seviyesinin 100m altında volkanik bir alan “Afar” olarak adlandırılmaktadır. Doğu Afrika Rift Sistemi’nin bir parçasıdır ve yeryüzündeki iç güçlerin, şu anda üç kıtanın tabakalarını parçalayıp, yeni arazi oluşturmakta olduğu bir yerdir.
Çok acımasız koşullara sahiptir, gezegenin en sıcak ve en kurak yerlerinden biridir. Sıcaklık düzenli olarak 45 C’yi bulmaktadır. Nadiren yağmur yağar, erimiş magma denizleri, kabuk yüzeyinin hemen altında süzülür. İki tane de oldukça aktif volkan mevcuttur: Bunlardan biri olan Erta Ale, zirvesinde aktif, köpüren bir lav gölü olan sadece bir avuç yanardağdan bir tanesidir. Bölge asit havuzları ve gayzerler ile doludur ve bir de Dallol adı verilen derin bir krater bulunur.
Etiyopya’daki Danakil Çöküntüsü son derece sıcaktır ve Dünya üzerindeki en ulaşılmaz yerlerden biridir.
Canlı renkleri, yakınlardaki sahilden gelen yağmurun ve deniz suyunun, magma tarafından ısıtılmasının ve yükselmesinin bir sonucudur. Deniz suyundaki tuz, magma volkanik mineralleri ile tepkimeye girerek göz kamaştırıcı renkler yaratır. En sıcak ve en asitli havuzlarda, sülfür ve tuz, parlak sarı bacaları oluşturacak şekilde reaksiyona girer. Soğuk havuzlardaki bakır tuzları, parlak turkuaz renkler yaratırlar.
Sıcak ve kuru iklim, orada az sayıda bitki veya hayvan yaşayabileceği anlamına gelir. Dallol bölgesinin kendisi doldurulmamıştır, ancak göçebe Afar halkı, yakınlarda Hamadela adlı yarı-kalıcı bir köye yerleşmiştir.
Kısaca Danakil uzayda bir gezegene benzer ve Dünya’da tamamen benzersizdir. ABD’deki Yellowstone gibi aktif hidrotermal bölgelere biraz benzer, ancak daha sıcaktır ve suları daha asidiktir. Aslında, Danakil’in suları, herhangi bir doğal ortamda, neredeyse duyulmamış olan 0.2’lik bir ortalama pH değerine sahiptir.
Ayrıca Danakil hakkında Yellowstone’tan daha az şey biliyoruz. Ancak, bu değişmektedir. 2013’ten bu yana, bir grup bilim insanı bölgeyi incelemeye başladı. Onlar, Mars’ın benzeri olarak iş görecek, Dünya bölgelerini araştıran araştırma kurumlarının ve şirketlerinin bir konsorsiyumu olan Europlanet’ten geldiler.
Çok zorlu bir bölge. Yeni başlayanlar için inanılmaz derecede ulaşılmaz bir bölge. Daha da önemlisi, Etiyopya ile Eritre arasındaki sınır siyasi olarak istikrarsız. 2012’de bölgedeki Avrupalı ziyaretçiler kaçırıldı ve öldürüldü. Araştırmacılar Danakil’e her gittiklerinde, kendilerine ordunun koruma için eşlik etmeleri gerekiyor.
İtalya’daki Bologna Üniversitesi’nden Barbara Cavalazzi, ekibin bir parçası ve 2013’ten beri Danakil’e seyahatler düzenliyor. “Çevre çok zalim,” diyor. “Ortalama olarak, öğle saatlerinde sıcaklık 48C’ye ulaşabilir. Bir kez 55C’yi gördük. “
Danakil uzayda bir gezegene benziyor ve Dünya’da tamamen benzersiz.
Dallol kraterinde, jeotermal aktivite sıcaklığı daha da yükseltir, yüzeye ulaşan tuzlu su yaklaşık 100 C’dir. Bilim insanları, yakıcı sıcaklığın yanı sıra, toksik hidrojen sülfit gazı ile de uğraşmak zorunda kalıyorlar, klor buharının solunum yollarını yakıp akciğerleri boğmasından bahsetmiyorum bile. Bir süre için orada çalışmak için, gaz maskeleri giymeleri gerekiyor.
Cavalazzi, “Jeotermal alanda yürürken dikkat etmeniz lazım, çünkü tuz kabuğu son derece hassas ve kırılgan. Bu yüzden üzerine adım atmamaya özen göstermelisiniz,” diyor. “Eğer 100 C sıcaklık ve son derece asitli suya düşerseniz, büyük bir sorun olur, çünkü en yakın hastane Dallol kraterinden bir kaç saat uzaktaki Mek’ele’de. Bölgeye gittiğimde, her zaman bir Afar rehberini yanıma alıyorum, tam olarak nereye gidileceğini ve nasıl gidileceğini biliyorlar. “
2013’teki ilk bir kaç sefer, sadece Danakil’de nasıl çalışılacağını bulmak içindi. Cavalazzi, “Numuneleri saklamak için bir buzdolabı veya kimyasal madde getiremezsiniz, bu nedenle çok düşünüp ve ne yapacağınızı planlamanız gerekir,” diyor.
2016 baharında, araştırmacılar nihayet, yaşam içeren kaplıcalar ve havuzlardan örnekler toplamaya başladı. Havuzların, sıcaklıklarını ve pH’larını da ölçtüler. Ocak 2017’de daha fazla numune toplamak için geri döndüler.
Mart 2017’de, Cavalazzi’nin laboratuvarı ve çalışma arkadaşları, bakterilerin DNA’sını izole etmeyi ve özümlemeyi başardıktan sonra, Danakil’de yaşamı buldular. Bakterilerin “poliektremofiller” olduklarını, yani aşırı asiditeye, yüksek sıcaklıklara ve yüksek tuzluluğa aynı anda adapte olduklarını keşfettiler. Bu buluş, Danakil asidik havuzlarında mikrobik yaşamın mutlak onayı olmuştur.
100C sıcaklığında ve son derece asitli bir suya düşersen bu çok büyük bir sorun olur – Barbara Cavalazzi, Bologna Üniversitesi.
Ekip, henüz yayınlanmamış bir araştırmada, bölgenin iki ayrı alanında, bakteri yaşamının iki ayrı formunu keşfetti: Dallol kraterindeki tuzlu yaylar ve havuzlar – parlak renkler, asitlik ve kaynama sıcaklıklarıyla karakterize edildi; ve Dallol kraterinin dışındaki küçük bir göl.
Göl, sadece 50-55 C’ye ulaşan tuz bölgeleri kadar sıcak değil ve su da farklı: hala tuzlu, ancak yaklaşık 2 pH’lı asidik. Suyu, karbondioksit bakımından zengin. Aşağıdaki volkanik faaliyetler tarafından açığa çıkarıldı.
Cavalazzi, “Gölün birçok farklı ismi var” dedi. “Yerel halk buna ‘Gaet’Ale’ veya ‘Arrath’ der. Bazıları ‘yağlı göl’ veya ‘sarı göl’ diyorlar. Diğer insanlar, onu ‘katil göl’ olarak adlandırıyor, çünkü etrafında çalıştığınızda, çevreye baktığınızda yakınlarda ölmüş çok sayıda küçük böcek ve kuş görebilirsiniz. Muhtemelen oraya geldiler ve su içtiler, ama onları asıl öldüren çok yüksek karbondioksit emisyonları, “dedi.
Karbon dioksit normal havadan daha ağır olduğundan toprağa gömülür, bu nedenle kuş gibi küçük canlılar gölün hemen üzerindeki bölgeyi teneffüs edince boğulur. Oldukça uzun boylu olan insanlar için, o kadar tehlikeli değil. Ancak, suyun 30 cm içinde kalan herhangi bir organizma kendisini çok fazla karbondioksit solur ve ölür.
Bilim insanlarının keşiflerinden biri, yeni bir kayıt oluşturmaya hazır.
Ekip, asitliğin sıfır pH olarak ölçüldüğü bir havuzda yaşam buldu. Bu havuz, dünyada hayatın bulunduğu en asitli yer. Önceki kayıt, İspanya’da 2 pH’lı bir nehir olan Rio Tinto’daydı.
Bir sürü pozitif yüklü hidrojen atomu olduğunda su asidik hale gelir. Çoğu canlı, uç asitliğe karşı koyamaz; çünkü yüklü hidrojenler, enzim adı verilen ve hücrelerdeki hayati kimyasal reaksiyonların hepsini düzenleyen özel proteinlerin yapısına müdahale eder.
Suyun 30 cm içinde kalan herhangi bir organizma çok fazla karbondioksit solur ve ölür.
Yüksek sıcaklıklar ayrıca enzimlere zarar verebilir ve DNA ve hücre zarlarını bir arada tutan kimyasal bağları parçalayabilir. Bu arada, yüksek tuz seviyeleri suyun hücrelere hücum etmesine neden olabilir, bu da hücrelerin kurumuş kabuklar gibi büzülmesine neden olur.
Yellowstone ve diğer hidrotermal ortamlarda keşfedilen mikroplar, hayatta kalabilmek için uyarlamalar geliştirdiler. Bunlar, yüksek sıcaklıklarda daha fazla kimyasal olarak stabil olan proteinlere ve enzimlere sahip olmayı içerir. Bu, proteinleri oluşturan yapı blokları olan amino asitler arasında daha fazla bağ ve bağlantıya sahip olmak suretiyle başarılabilir.
Danakil Çöküntüsü kaplıcalarındaki bakterilerin benzer uyarlamaları edinmiş olabilecekleri düşünülmektedir.
Durum ne olursa olsun, bilim insanlarının bulguları, diğer gezegenlerde ve aylarda hayatın nasıl olabileceğini anlamamıza yardımcı olabilir.
“Mars’ta, Danakil Çöküntüsü’nde görülen mineral yatakları ve sülfat yatakları benzer oluşumlar bulunmaktadır. Ayrıca burada periyodik olarak akan aktif tuzlu su var,” diyor Cavalazzi. ”Öyleyse, hangi aşırı yeryüzü ortamlarının hayatta kalabileceğini ve bu şekilde nasıl yaşadıklarını inceleyerek Mars gibi hangi gezegenlerin yaşanabilir olabileceğini bulmaya başlayabiliriz.”
Cavalazzi, ”hayatın aşırılara dayanma yeteneğini yitirmediğini düşünüyoruz. Mikrobik metabolizmaların çeşitliliği ve çok yönlülüğü ve herhangi bir habitatı kolonize etmek için bir çok mikro organizmanın olağanüstü fizyolojik kapasiteleri göz önüne alınırsa, büyük olasılıkla, henüz keşfedemediğimiz başka aşırı eko sistemler de vardır,” diyor
BBC Future