Рядом с “Затерянным городом” нашли следы воды, нагретой до 300 градусов
На дне Атлантического океана существует «Затерянный город» — не древние руины, а поле белых минеральных башен, из которых выходит тёплая щелочная вода. Живые организмы здесь обходятся без солнечного света и получают энергию благодаря химическим реакциям между морской водой и горными породами.
Чтобы выяснить, откуда приходит эта вода, учёные пробурили рядом с «Затерянным городом» скважину глубиной почти 1,3 километра. Химический состав поднятых из неё проб показал, что часть воды долго находилась среди горячих пород и нагревалась как минимум до 300 °C.
Важно, что исследователи не обнаружили под дном кипящее озеро и не измерили такую температуру напрямую. В момент отбора проб вода была значительно холоднее. О её прошлом рассказал химический «отпечаток», оставшийся после контакта с раскалёнными породами.
Детали
Гидротермальное поле «Затерянный город» находится на подводном горном массиве Атлантис вблизи Срединно-Атлантического хребта. Из морского дна там поднимаются светлые карбонатные башни, образованные минералами, которые оседают из воды.
В отличие от растений на поверхности Земли, местным микроорганизмам не нужен солнечный свет. Они используют водород, метан и другие вещества, возникающие при взаимодействии воды с породами.
До сих пор учёные не знали, насколько глубоко уходит эта система и где именно вода приобретает необычный химический состав.
В 2023 году участники международной экспедиции IODP 399 пробурили скважину U1601C примерно в 800 метрах от «Затерянного города». Бур достиг глубины 1268 метров под морским дном и прошёл преимущественно через перидотит — породу, которая обычно находится в верхней части земной мантии.
После завершения бурения исследователи подняли воду с разных уровней скважины. Верхние пробы в основном состояли из морской и пресной воды, которую использовали во время работ. Но с глубиной доля естественной воды, поступавшей из трещин в породах, увеличивалась. В некоторых пробах она достигала примерно 80%.
Эта вода почти не содержала магния, зато в ней оказалось много кальция, лития, рубидия, цезия и стронция. Такой набор элементов появляется, когда вода долго взаимодействует с горячими породами: одни вещества остаются в минералах, а другие переходят в раствор.
Расчёты показали, что химическое равновесие между водой и породами могло установиться при температуре не ниже 300 °C. Затем жидкость поднялась по трещинам и смешалась с более холодной водой.
Её состав оказался близок к тому, который учёные ранее предполагали для глубинного источника «Затерянного города». Это первый прямой признак того, что под массивом Атлантис действительно циркулирует вода, прошедшая через очень горячие породы.
Однако исследование пока не доказывает существование прямого канала между пробурённой скважиной и белыми башнями. Поэтому учёные осторожно говорят, что обнаруженная вода может быть частью одной гидротермальной системы.
Откуда берётся энергия для жизни
Морская вода просачивается в трещины океанского дна и опускается на большую глубину. Там она нагревается и вступает в реакцию с породами земной мантии.
Во время этих реакций меняются и вода, и сама порода. В частности, может образовываться водород, который затем поднимается ближе к поверхности и становится источником энергии для микроорганизмов.
Этот процесс можно сравнить со скрытой системой труб. Вода опускается вниз, проходит через горячие породы, меняет свой состав и возвращается к морскому дну. Вместе с ней наверх поступают вещества, поддерживающие жизнь в полной темноте.
Но содержание водорода в новых пробах надёжно измерить не удалось. Воду собирали через несколько дней после бурения, без герметичных ёмкостей, поэтому растворённые газы могли улетучиться.
Почему это важно
Исследование помогает понять, как жизнь может существовать без солнечной энергии. Экосистема «Затерянного города» зависит не от фотосинтеза, а от химических процессов внутри океанского дна.
Полученные данные также важны для изучения круговорота воды и химических элементов между океаном и глубокими слоями Земли. Они показывают, что морская вода способна проникать более чем на километр в океанические породы, нагреваться там и возвращаться обратно.
Подобные условия могут существовать и за пределами Земли. Под ледяной поверхностью спутника Юпитера Европы и спутника Сатурна Энцелада, вероятно, скрываются океаны. Если вода там взаимодействует с каменным дном, в ней тоже могут возникать источники химической энергии.
Это не означает, что на этих спутниках обязательно есть жизнь. Однако «Затерянный город» показывает, какой может быть пригодная для микроорганизмов среда в океане, куда никогда не проникает солнечный свет.
Бэкграунд
«Затерянный город» открыли в 2000 году. Его светлые башни резко отличаются от тёмных «чёрных сигар» — других глубоководных источников, связанных с вулканической активностью.
Вода, выходящая из башен «Затерянного города», сравнительно прохладна, но отличается высокой щёлочностью и содержит много водорода и метана. Некоторые башни достигают высоты многоэтажного дома.
Учёные рассматривают такие источники как возможную модель условий, в которых могла зародиться ранняя жизнь на Земле. Новая работа не проверяет эту гипотезу напрямую, но помогает понять, откуда подобные системы получают воду и химическую энергию.
У исследования есть существенные ограничения. Пробы были смешаны с водой, использованной при бурении, а точный вклад разных видов пород определить пока невозможно. Учёные планируют вернуться к скважине после её стабилизации и получить более чистые образцы с помощью герметичных пробоотборников.
Источник
Исследование К. Джеффри Уита и его коллег “Borehole Waters From Hole U1601C (Atlantis Massif) Provide Constraints for a Deep-Sourced Formation Water That (Could) Feed the Lost City Hydrothermal Field” опубликовано в журнале Geochemistry, Geophysics, Geosystems в 2026 году.