大西洋の真ん中にあるスマックは、海底から10, 000フィート以上の高さにある水中山の上にあり、ロストシティにあります。 数百の白い尖塔が暗い海に突き出ており、都市ブロックのエリアに広がり、30〜200フィートの高さにそびえています。 水素ガスで満たされた高温のアルカリ性流体が、これらの天然の塔の上部から中部大西洋海Ridgeのすぐ東の水域に噴出します。
長い間放棄されていた大都市のように見えるのは、実際には、微視的な生命でいっぱいです。 アトランティス山塊の頂上に位置するロストシティの数兆の微生物居住者は、科学者を魅了しています。 これらの微生物は、大西洋の深い熱水噴出場で繁栄し、そのような敵対的な環境での生命の生存の秘密を保持します。そして、地球上の生命の起源についての手がかりさえ提供するかもしれません。
明日、9月8日、22人の研究者、微生物学者、地質学者、海洋学者のグループは、数年ぶりにロストシティを訪れます。 この科学者グループは、Lost Cityの微生物がどのように生計を立てているか、何を食べて呼吸するか、そして深海の極端な温度と圧力でどのように生き残るかを知りたいと考えています。
「彼らがそこにどのように住んでいるかを知りたい」とチームは共同でユタ大学の微生物学者ウィリアム・ブラゼルトン氏は言う。
2000年に発見されたロストシティは、地球上で数少ない有名な場所の1つです。 ブラックスモーカーやメタンの浸透など、より一般的なタイプの熱水噴出孔とは異なり、ロストシティは火山活動に支えられていません。 むしろ、海水が地球のマントルからの岩に出会うと、ベントが作られ、蛇紋岩化として知られるプロセスでガスとエネルギーを作り出します。 これらの通気口からのカルシウムが豊富な水は、海水中の炭素と反応して、ロストシティの象徴的な炭酸塩煙突を形成します。
2005年の熱水噴出システムへの遠征中に撮影されたロストシティの炭酸塩煙突。 （D.ケリー/ M.エレンド/ UW / URI-IAO / NOAA /ロストシティサイエンスチーム） 煙突から噴出する水素ガスは、ロストシティに住んでいる微生物に十分なエネルギー源を提供します。 「これは、宇宙が提供する無料のランチに最も近いものです」とBrazelton氏は言います。 また、煙突はメタンを放出します。メタンは、多くの種類の生命にとって豊富なエネルギー源である有機分子です。
エネルギーは豊富ですが、この深海の生態系のどこで微生物が炭素や栄養素を得るかはまだ明確ではありません。 チームの共同リーダーであるサウスカロライナ大学の地球化学者であるスーザンラングによると、この謎を解決することは遠征の主要な任務の1つです。
「私たちが追求しようとしている質問の1つは、これらの微生物が何のために傷ついているのかということです」と彼女は言います。 「人生は常に何かを奪っている。」
3週間の遠征中に、米国海軍の研究船（R / V）に乗っている科学者は、サンプルを収集するためにロストシティに約2, 600フィート下るジェイソンという名前の遠隔操作車両（ROV）を送ります。 「ジェイソンは、後ろから大きな尻尾が出ているSUVのように見えます」と、遠征に関与しているが自分で行っていない海洋科学のビゲロー研究所の微生物学者であるベスオーカットは言います。 「科学者は海底で目と腕としてジェイソンを使用します。」
ジェイソンは海底から堆積物を収集し、ロストシティの煙突の小さなサンプルを抽出しますが、ほとんどの場合、ジェイソンは水を収集します。 遠征の科学者は、煙突から流れ出る水を集めて、アトランティス山塊の奥深くに住む微生物を捕獲することを計画しています。 研究者たちは、山の中の微生物が生態系に炭素と栄養素を導入し、それが煙突の表面での微生物の生活を可能にするという仮説を立てています。
「地球が高度に接続されたシステムであることを示します」とラングは言います。 「海底に住んでいる本当に奇妙な生物でさえ、地表での生命を可能にしています。」
ROVジェイソンは、ロストシティを探索し、今月サンプルを取得します。 （Tom Kleindinst / Woods Hole Oceanographic Institution） 山の中で微生物がどのように生き残るかを決定することは、人を寄せ付けない条件が蛇紋岩化プロセスを取り囲んでいるので、他の惑星での生命の可能性を垣間見ることができます。 成分は比較的単純で（岩石と海水）、環境は無酸素であるため、アトランティス内の微生物は地球外生命体への窓口になる可能性があります。
「これは、今度はエンケラドスやエウロパでアクティブになる可能性のあるタイプの生態系の例です」と、ブラゼルトン氏は土星と木星の水衛星、および「過去の火星」について言及しました。
ROVジェイソンは、毎日約30リットルの海水を収集します。 収集された水の一部は、将来の研究のために冷凍庫に保管されますが、一部はその場で分析され、化学組成や微生物やウイルスの個体数を測定します。 今後数年間、海水サンプルの遺伝子検査により、この極端な環境にどのような微生物が生息し、どのように生き残ることができるかが明らかになります。
失われた都市、またはそのような場所は、地球での生命が始まった場所であるかもしれないと信じている科学者もいます。 「それは、幼少期が発達したかもしれない場所に適したシステムです」とラングは言いました。 失われた都市の煙突の壁にある小さな孔は、（酸性ではなく）塩基性の海水と水素ガスの無制限のエネルギー源と組み合わされて、自発的な生活に必要なゴルディロックスの条件を提供できます。
「失われた都市の地球化学と地質学は、生命の起源である精力的な鶏と卵の問題を解決する方法で結びついているように見えます」と、遠征に関与していないハーバード大学の微生物学者ジェフリー・マーロウは語った。 「鶏と卵」の問題は、細胞が生体分子を作り出すためにエネルギーを必要とし、エネルギーを利用するために生体分子が必要であるという事実を指します。
Marlowは、Lost Cityの煙突の孔に渦巻く高pHの水が、人生を始めるのに好ましい条件を生み出す可能性があると考えています。 細孔内で混合する水素ガスと他の分子は、プロトセルとして知られるセルの前駆体を作成する場合があります。
走査型電子顕微鏡の画像は、ロストシティの煙突の上および内部の微生物でできたガージーバイオフィルムを明らかにしています。 （Tomaso Bontognali、Susan Lang、GretchenFrüh-Green提供） ロストシティのような他の場所は深海に存在しますが、見つけるのが難しいことが証明されています。 蛇紋岩化の副産物は比較的平凡であり、ほとんどが水素とメタンであるため、ロストシティのようなサイトには、硫黄ガスを噴出するブラックスモーカーなどの他の熱水噴出システムのような強力なバイオシグネチャがありません。 「Lost Cityのようなサイトはかなり広まっていると仮定しますが、どこにあるのかわかりません」とLang氏は言います。 「今は、ロストシティはユニークですが、おそらくそれだけではないでしょう。」
他の失われた都市を見つけることは、海の大部分が人間によって探検されたことがないことを考慮すると、すぐにありそうにない。 「海底のほんの一部しか見ていません」とマーローは言います。 「そこにはもっと多くの発見があります。」米国国立海洋局によると、海洋の20％未満が人間によってマッピングまたは観測されています。
深海は科学者にとって深宇宙と同じくらいフロンティアです。 研究者は、海底近くの極端な生態系で多様な生命がどのように機能するかを理解し始めたばかりであり、深海を見るのは科学者だけではありません。 ニッケル、コバルト、銀、金などの鉱物資源は、将来の深海開発にますます投資している鉱業会社の関心を集めています。
「私が深海について学んでいた学生だったとき、海底に鉱業が採掘したい鉱物があるという考えは、まったく経済的に実行可能でなかったので、まったくSFの考えでした」と、オルカットは言いました。 しかし、現在、必要な技術はここにあり、国際海底機関（国際海域での採掘を許可する国連機関）は、毎年採掘探査の許可を出します。 2017年8月に発行されたそのような許可の1つは、ポーランドにロストシティが位置する海底の領域を活用する権利を与えました。
ロストシティの「蜂の巣」構造。 （ワシントン大学デボラケリー提供） 一部の海洋科学者は、海底の基本的な生物学を理解する前に海底を採掘することが災害のレシピになる可能性があると言います。 「どんなフロンティアでもそうであるように、そこに何があるのか、脆弱性が何なのかさえ知らずに変化に影響を与えるのは非常に簡単です」深海開発の問題について、経済学者、政策専門家、業界の代表者が協力しました。 レヴィンは、ポーランドがロストシティ周辺の地域を採掘する権利を受け取ったとき、深海微生物学者に赤旗を掲げたと言います。 「それは触媒的な出来事でした。」
多くの深海研究者が現在、失われた都市とそのような場所の保全を求めており、栄養循環、気候緩和、遺伝的多様性に寄与する深海微生物学の世界的な重要性を強調しています。 「目に見えない生命の一部に注意を喚起したい」と、微生物活動に対する深海採掘の影響に関する科学会議を開催したオーカットは言う。 「海底には価値があります。 科学者が海の底に行くたびに、新しい種が発見されます。 知らない海がたくさんあります。」
今月のロストシティへの遠征は、以下の神秘的な世界についてもう少し学ぶのに役立ちます。
