Tilbake til søkeresultatene

FRIPRO-Fri prosjektstøtte

Hydrothermal Production of Organic molecules: carbon transformation and Decomposition in ocean crust fluids

Alternativ tittel: Hydrotermisk produksjon av organiske molekyler: transformasjon og nedbrytning av karbonformer i havskorps varme kilder

Tildelt: kr 10,2 mill.

Prosjektnummer:

287364

Søknadstype:

Prosjektperiode:

2019 - 2024

Midlene er mottatt fra:

Geografi:

Samarbeidsland:

Den globale midthavsryggen er oversådd med dyphavsvarme kilder som gir næring til en "dyp biosfære" av eldgamle mikroorganismer, sannsynligvis de første som dukket opp på jorden. Havet regnes dermed som "livets vugge", men sammenhengen mellom denne tenkningen - potensialet for at oppløste organiske molekyler spontant kan dannes i disse varme kildevæskene - er en prosess vi ikke helt forstår. Vi har nå, gjennom HyPOD-eksperiment- og feltprogrammet, bevis på forskjellige organiske molekyler som dannes i varme, reduserende væsker som kommer fra disse akviferene, noe som tyder på at de dannes av flere veier: disse inkluderer ikke-biologisk karbondioksidreduksjon (genererer abiotiske molekyler som liv fra kan oppstå), samt termisk nedbrytning av skorpemikrobielt karbon, sedimentært organisk materiale og marint oppløst organisk materiale (DOM). Disse forbindelsene utgjør nå en mangfoldig 'meny' for livet på havbunnen Både abiotisk syntese av livsopprinnelsesrelevante molekyler og pyrolyse av allerede eksisterende organisk materiale er dårlig studerte fenomener under forholdene i dyphavsvarme kilder, og etterlater store hull i vår forståelse av karbontransformasjon i havskorpevæsker. Å forstå hydrotermisk produksjon av de små organiske molekylene som nå kan påvises er avgjørende for å vurdere energikilder for bioteknologiske relevante mikrober, og en potensiell hydrotermisk opprinnelse til liv på jorden og andre havverdener i vårt solsystem (f.eks. Enceladus). HyPOD har demonstrert generering av forskjellige hydrokarboner, svovel-, nitrogen- og oksygenrike organiske molekyler fra flere karbonkilder i varme kilder, ved å bruke state-of-the-art høytemperatur-trykk-eksperimenter, grensemetoder og teoretiske modeller for å belyse mangfold, forskjeller og isotopsignaturer av organiske produkter dannet. HyPOD-teamet har fullført analysen av en stor portefølje av hydrotermiske væsker fra havbunnen prøvetatt enten før eller under prosjektet fra forskjellige hydrotermiske systemer i Arktis, Midt-Atlanteren og Karibien. Vi har målt både karboksylsyrer så vel som metanol – en viktig livsopprinnelsesrelevant forbindelse – i våre organiske analyser av ekte varme kildevæsker, og resultatene våre er kritiske for vår forståelse av karbonkretsløp i vulkansk havskorpe. Vi har fullført eksperimenter for å avsløre høytemperaturskjebnen til mikrobiell dyp biosfære og sedimentært karbon, og vil snart fullføre eksperimenter på dannelsen av prebiotiske hydrotermiske organiske ingredienser for livets opprinnelse. Eksperimenter har allerede blitt utført på bakterier, Archaea, samt arktiske og stillehavssedimenter, som viser at de genererer et bredt mangfold av molekyler, og en "meny" som endres markant med temperaturen. Alle disse resultatene har blitt presentert på en internasjonal konferanse sent i 2022 og midten av 2023, og publikasjoner vil bli sendt inn i 2024. Allerede publiserte resultater har indikert at tidsskalaer for sirkulasjon av hydrotermiske væsker er svært viktige for organiske molekylers stabilitet, og første glimt av viktige væsker samplet som en del av dette prosjektet og prosjektet HACON.

-

The global mid-ocean ridge is dotted with deep-sea hot springs fueling a 'deep biosphere' of ancient microorganisms, likely the first to emerge on Earth. The ocean is thus considered the 'cradle of life', yet the nexus of this thinking - the potential for dissolved organic molecules to spontaneously form in these hot spring fluids - is a process we do not fully understand. Emerging evidence of diverse organic molecules in hot, reducing fluids emanating from these aquifers suggests they form by multiple pathways, including non-biological CO2 reduction (generating abiotic molecules from which life can emerge), and thermal breakdown of crustal microbial carbon or dissolved organic matter (DOM) - perhaps signifying life's presence beneath the seafloor. Both abiotic synthesis of origin-of-life relevant molecules, and pyrolysis of pre-existing organic matter are poorly studied phenomena at conditions of deep-sea hot springs, leaving huge gaps in our understanding of carbon transformation in ocean crust fluids. Understanding hydrothermal production of the small organic molecules now detectable is critical for assessing energy sources for biotech-relevant microbes, and a potential hydrothermal origin of life on Earth and other ocean worlds in our Solar System (e.g. Enceladus). HyPOD will rigorously examine generation of diverse hydrocarbons, sulfur-, nitrogen- and oxygen-rich organic molecules from multiple carbon sources (CO2, microbial carbon, DOM, sedimentary kerogen) in hot springs, using state-of-the-art high temperature-pressure experiments and theoretical models to illuminate the diversity, differences & isotope signatures of organic products formed. Validating these findings through organic analyses from real hot spring fluids as part of HyPOD will transform our understanding of carbon cycling in volcanic ocean crust, revealing the high-temperature fate of microbial deep biosphere carbon, and the prebiotic hydrothermal organic ingredients for the origin of life.

Publikasjoner hentet fra Cristin

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Ingen publikasjoner funnet

Budsjettformål:

FRIPRO-Fri prosjektstøtte

Finansieringskilder