De största kristallerna på jorden finns i en grotta i Mexiko, begravd 300 meter (cirka 1 000 fot) under marken. Den största av dessa jättar är ungefär lika lång och bred som en skolbuss. Dessa kristaller korsar varandra i grottan. De ser ut som genomskinliga vita träd som har fallit i en främmande skog. De mindre hopar sig som mineralbuskar på väggar och golv.
Detta är grottan av Kristaller, och det kan vara en av de vackraste platserna på jorden. Det är dock inte det bekvämaste. Temperaturerna här stiger till 58° Celsius (136° Fahrenheit). Luftfuktigheten ligger runt 90 procent. Människor som går in i grottan riskerar värmeslag. De måste bära skyddsdräkter bara för att undvika att kvävas. Tjuvar har dött när de försökte stjäla kristaller.
Den bländande grottan kan tyckas vara den sista platsen på jorden att leta efter liv. Men det verkar inte så för Penelope Boston. Hon är en speleolog (SPEE-lee-OL-uh-gizt) – en vetenskapsman som studerar grottor. Och hennes specialitet är liv som existerar i extrema miljöer.
Forskare har hittat organismer på massor av fientliga platser – några av de hetaste, kallaste, mörkaste, djupaste och mest avlägsna platserna på jorden. Men för att hitta sådana organismer måste forskare resa långt och ge sig in på ovänliga platser. Inklusive grottor.
Vissa grottor har ristats av underjordiska bäckar. Andra har bildats under jordbävningar eller från vulkanisk aktivitet. Nu ger dessa platser fönster till vår planets inre verksamhet. Skyddade från ytan förändras de långsamt – om alls. Och detta bevarar ett rekord av det förflutna och representerar en av jordens sista outforskade gränser. Så för speleologer är grottor naturliga laboratorier, fulla av möjligheter.
Ett tufft ställe att kalla hem
Boston bedriver forskning under jord. Men hon började med att titta i motsatt riktning: till yttre rymden. Hon har alltid velat veta om det finns liv på andra planeter. Och hon har alltid velat åka till Mars. På forskarskolan hjälpte hon till att grunda The Mars Society. Denna organisation är dedikerad till att få människor till den röda planeten – och bosätta sig där. Hon är också tidigare ordförande för Association of Mars Explorers, en grupp forskare och andra som brinner för att utforska “Mars gränser.” Det inkluderar att tänka på var man ska leta efter mikroskopiskt liv på planeten. (Om forskare hittar mikrober, skulle dessa bakterier vara de första kända marsianerna!)
Mars yta är kall, torr och bombarderad av strålning från solen. Det skulle inte vara en trevlig plats att bo på. Boston tror att en bättre plats att hitta liv skulle vara under Mars yta. Bilder från kretsande rymdskepp har avslöjat hål i planetens yta. Forskare misstänker att dessa kan vara naturliga takfönster, vilket leder till underjordiska grottor. Dessa bilder från rymden visar också krökta dalar på planetens yta. Dessa ser ut som kollapsade lavarör, som är underjordiska kanaler som bildas av strömmande lava.
Att resa till Mars för att söka efter liv på dessa platser skulle vara tufft. Men jorden har också lavarör och grottor. Och de är mycket närmare än Mars. Så forskare som Boston studerar extremofiler – organismer som lever på jordens mest fientliga platser – för att få en uppfattning om vad marsbor kan likna, om de existerar.
Boston har ägnat årtionden åt att leta efter mikroskopiska organismer på extrema platser. . ”Under åren har vi utvecklat ett bra öga för det här, säger hon. Det var därför hon gick till den där varma, fuktiga och spektakulära grottan i Mexiko. Hon undrade om något kunde bo inuti dessa kristaller.
Berättelsen fortsätter under videon.
Alla kristaller, stora som små, utvecklar defekter när de växer. Dessa defekter är små fickor. Vissa defekter i kristallgrottan är dock inte tomma. De innehåller vätska. Dessa kristalldefekter blir “små tidskapslar”, säger Boston. Hon trodde att deras vätskor kunde hålla fossiler av sedan länge döda bakterier.
För att ta reda på det använde hon en liten borr för att nå fickorna och extrahera vätskan. När hon tittade på den här vätskan i mikroskop hittade hon fossiler. Hon hittade också mikrober som utgjorde något av ett mysterium. Du förstår, hon kunde inte vara säker på att de faktiskt var döda.
Medan hon slet i den varma grottan visste Boston att hon aldrig skulle komma tillbaka. Grottan ägs av ett gruvbolag, och hon konstaterar, “Gruvbolaget var trött på att vi var där.” Hon placerade mikroberna i en uppvärmd skål som innehöll mikrobmat. Sedan skyndade hon tillbaka dem till sitt labb vid New Mexico Institute of Mining and Technology i Socorro. Där drev hon ett program för grottstudier.
Till hennes förvåning började mikroberna växa i labbet. Det betydde att de levde!
Nio år senare är bakterier från 45 av hennes ursprungliga 60 prover fortfarande vid liv.
För att ta reda på åldern på dessa mikrober, var tvungen att veta kristallernas ålder. Lyckligtvis hade andra forskare arbetat med detta.
En kristall växer genom att ansamla nytt mineral på utsidan. De innersta delarna är de äldsta. Forskare har räknat ut hur snabbt kristaller växer, så Boston kunde uppskatta mikrobernas ålder baserat på hur djupt de hade begravts i en kristall. Hennes kolonier av mikrober är sannolikt mellan 10 000 och 50 000 år gamla, rapporterade hon tidigare i år vid ett vetenskapsmöte.
Dessa mikrober kanske inte är utomjordingar, men de är definitivt konstiga. De håller sig vid liv utan solljus. För mat är de beroende av mineraler eller vätskor i kristallen. Och de har inget emot värmen eller fuktigheten i grottan.
Boston och hennes team studerar fortfarande proverna. De har inte publicerat sina uppgifter ännu eftersom de vill vara säkra på att de är korrekta. Andra forskare måste titta på dessa data också för att kontrollera resultaten.
Fortfarande är Boston upphetsad. Det senaste året har hon lett NASA:s Astrobiology Institute i Moffett Field, Kalifornien (NASA står för National Aeronautics and Space Administration.) Astrobiologi är studiet av hur liv börjar och frodas i universum. Astrobiologer hjälper till att planera uppdrag för att söka efter liv på andra planeter, som Mars. Bostons forskning kommer nu att hjälpa till att vägleda dessa uppdrag.
Hon förväntar sig inte att hitta samma organismer på andra planeter. Hennes forskning visar dock att livet hittar en väg på de mest oväntade platser. Och om djur kan trivas i kristallgrottan, kanske andra trivs på Mars, eller till och med längre bort planeter och månar.
Klimatledtrådar skrivna i sten
En stor del av Grönland är täckt av is och snö, vilket gör det svårt att ta sig till grottor på ön. Paolo Gardino/Wikimedia Commons (CC- BY-SA 3.0)
För speleologer, komma till jobbet är ofta den svåraste delen av jobbet. De kan behöva ta sig över klippor eller vattenfall på rep. De kan hamna väldigt blöta. Och deras väg kan endast lysas upp av lampljus. Och det är när de kommer in. Att bara ta sig till entrén kan också vara knepigt. Gina Moseley vet det från första hand.
Hon är speleolog vid universitetet i Innsbruck i Österrike. Moseley studerar grottor för att lära sig mer om jordens tidigare klimat. Klimat hänvisar till vädermönstren i ett visst område under en lång period.
2015 ledde Moseleys forskning henne till grottor på Grönland. Denna ö ligger mestadels ovanför polcirkeln. Eftersom det är så långt norrut är stora delar av Grönland täckt av is. Ön och dess is är känsliga för temperaturförändringar. Forskare studerar Grönland för att bättre förstå hur jordens klimat för närvarande förändras.
Ingen hade någonsin besökt grottorna som Moseleys team var på väg till tidigare. Och av goda skäl: De är svåra att nå.
Forskarna var tvungna att hyra ett litet flygplan för att flyga dem uppför Grönlands östkust. Planet släppte av dem vid kanten av en sjö. Sedan blåste de upp en båt för att korsa den kyliga sjön. Väl på andra sidan vandrade de tre dagar för att nå grottan. Efter att ha samlat in prover inifrån den, gjorde de den långa resan tillbaka för att ta hem proverna.