ทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง การใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพหินหนืดและน้ำพุร้อน เป็นวิธีทั่วไปในการกระจายความร้อนใต้พิภพ แบคทีเรียไม่ใช้ออกซิเจนจำนวนมาก สามารถใช้การสังเคราะห์ทางเคมีเพื่อให้ได้พลังงาน และรอบๆสิ่งแวดล้อมที่ปล่อยความร้อนใต้พิภพ เนื่องจากอุณหภูมิสูง จึงสามารถกระตุ้นการก่อตัวได้ของวัตถุดิบสังเคราะห์ทางเคมีมากขึ้น เช่น แอมโมเนีย ในฐานะวัตถุดิบขั้นล่างสุดของระบบนิเวศ จุลินทรีย์สามารถรองรับดอกไม้ทะเล และสัตว์อื่นๆ ที่กินแพลงก์ตอนจุลินทรีย์ได้ตามธรรมชาติ
ดังนั้น ในท้องทะเลลึกแม้ไม่มีแสงตะวันก็ยังมีชีวิตอยู่ในนั้น นอกจากนี้ สิ่งมีชีวิตใต้ทะเลยังสามารถได้รับสารอาหารจากสารอินทรีย์ตะกอนในมหาสมุทรอีกด้วย แม้ว่าสภาพแวดล้อมใต้ทะเลใต้หิ้งน้ำแข็งแอนตาร์กติกจะถูกกั้นด้วยแผ่นน้ำแข็ง และไม่มีแสงแดดใดๆ แต่ก็ยังเชื่อมต่อกับมหาสมุทร และมีโอกาส เพื่อให้ได้สารอาหารจากมหาสมุทร สารอินทรีย์จึงไม่น่าแปลกใจที่มีสิ่งมีชีวิตอยู่ใต้หิ้งน้ำแข็ง
น่าแปลกที่ในการทดลองขุดเจาะนี้ นักวิทยาศาสตร์ยังได้ค้นพบชุมชนทางชีววิทยาอื่นๆที่ไม่รู้จัก นักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถยืนยันสายพันธุ์ของพวกมันได้ สภาพแวดล้อมของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งนั้น คล้ายคลึงแต่แตกต่างจากสภาพแวดล้อมทางทะเลใต้หิ้งน้ำแข็งที่ขอบทวีปแอนตาร์กติก ข้อแตกต่างที่ยิ่งใหญ่ที่สุดก็คือ สภาพแวดล้อมของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งนั้น มีแนวโน้มที่จะถูกแยกออกจากพื้นโลกโดยสิ้นเชิง ในการวิจัยการขุดเจาะของมนุษย์
ในที่สุด สว่านก็ถูกนำมาใช้เพื่อเจาะผ่านแผ่นน้ำแข็งยาว 2.41 กิโลเมตร ระหว่างทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง และพื้นผิวน้ำแข็ง เพื่อให้แน่ใจว่าตัวอย่างที่เก็บได้ และสภาพแวดล้อมดั้งเดิมของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง จะไม่ปนเปื้อนหลังจากเปิดฝาน้ำแข็ง นักวิทยาศาสตร์ได้คิดหลายวิธี ข้อกังวลที่ใหญ่ที่สุดคือ จุลินทรีย์ที่ติดอยู่บนสว่าน จะทำให้น้ำในทะเลสาบเป็นมลพิษ
ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงพยายามฆ่าเชื้อโพรบแต่ละอันให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ แต่เพื่อรักษาประสิทธิภาพการทำงานในที่เย็น สว่านเองก็ถูกปกคลุมไปด้วยจำนวนมาก น้ำมันก๊าดจึงไม่สามารถทำลายแบคทีเรียได้อย่างแน่นอน ทะเลสาบวอสตอคในสหรัฐอเมริกา และทะเลสาบวอสตอคในรัสเซีย ได้ระงับการเก็บตัวอย่างทะเลสาบใต้น้ำแข็งด้วยเหตุนี้
ในท้ายที่สุด นักวิทยาศาสตร์เกิดความคิดที่จะหยุดสว่าน เมื่อพวกเขากำลังจะเจาะน้ำแข็ง และใช้วิธีการที่ปลอดภัยกว่าในการเก็บตัวอย่าง เช่น การใช้ระเบิดอุณหภูมิสูงขนาดเล็ก เพื่อระเบิดครั้งสุดท้าย น้ำแข็งเล็กน้อยแล้วเก็บตัวอย่าง แต่วิธีนี้ยังไม่สามารถรับประกันความปลอดเชื้อได้อย่างสมบูรณ์ ต่อมาทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง Whelans ที่อังกฤษเจาะเก็บตัวอย่างได้สำเร็จ แม้ว่าจะยังเป็นไปไม่ได้ที่จะทำให้มลพิษเป็นศูนย์ ในระหว่างกระบวนการเก็บตัวอย่าง แต่ตัวอย่างที่เก็บได้ยังคงมีมูลค่าการวิจัยที่สูงมาก
ในตัวอย่างนี้ นักวิทยาศาสตร์รู้สึกประหลาดใจที่พบการมีอยู่ของสิ่งมีชีวิต ในตัวอย่าง ทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง พวกเขาพบอาร์เคีย ซึ่งเป็นแบคทีเรียชนิดหนึ่งที่แตกต่างจากแบคทีเรียทั้งหมดบนโลก และมักจะอยู่ในรูปแบบฟอสซิลเท่านั้น การปรากฏตัวของแบคทีเรียจุลินทรีย์ ในจุลินทรีย์เชื้อรา แบคทีเรีย และอาร์เคียเป็น 3 ประเภทคู่ขนานกัน และอาร์เคียนั้นมีความใกล้เคียงกับสิ่งมีชีวิตดั้งเดิมเมื่อ 4 พันล้านปีก่อน
อาร์เคียที่พบในทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งสามารถแยกออกได้ เนื่องจากโครงสร้างพิเศษ ซึ่งถูกทิ้งไว้โดยมลพิษระหว่างการรวบรวม และอาร์เคียชนิดนี้เองก็เป็นแบคทีเรียที่ไม่ใช้ออกซิเจน เช่นกัน หลังจากการวิจัย ส่วนใหญ่ใช้ก๊าซแอมโมเนียเป็นแหล่งพลังงาน ดูดซับก๊าซแอมโมเนียเพื่อสร้างสารตั้งต้น เช่น มีเทน และก๊าซธรรมชาติ และได้รับสารอาหารที่จำเป็นสำหรับการอยู่รอดจากมัน ในขณะที่แอมโมเนียก๊าซส่วนใหญ่เกิดจากกิจกรรมทางธรณีวิทยา วางไข่ และแทรกซึมอยู่ในพื้นดิน
นอกจากนี้ อาร์เคียที่พบในทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งยังได้พัฒนาเยื่อหุ้มเซลล์พิเศษ และโครงสร้างโปรตีน ซึ่งมีโมเลกุลต้านการแข็งตัวจำนวนมาก ซึ่งทำให้พวกมันสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำเป็นเวลานาน หากทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งปิดสนิท แสดงว่าสิ่งมีชีวิตสามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิต่ำ และปิดแน่นอน มันยังเป็นไปไม่ได้ที่จะระบุสถานะทั้งหมดของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็ง
ทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งอาจเชื่อมต่อกับระบบน้ำใต้ดิน ถ้าเป็นเช่นนั้น ชีวิตและแหล่งพลังงานของทะเลสาบใต้ธารน้ำแข็งอาจมาจากโลกภายนอก และความยากลำบากความอยู่รอดจะลดลง แน่นอน ในเอกภพอันกว้างใหญ่ อาจมีชีวิตในร่างกายที่มีพลังงาน ชีวิตที่มีส่วนประกอบของซิลิคอน และแม้แต่ชีวิตดวงดาว แต่รูปแบบชีวิตพิเศษเหล่านี้ สามารถดำรงอยู่ได้ในจินตนาการในปัจจุบันเท่านั้น และเราไม่สามารถหาคำอธิบายที่สมเหตุสมผล สำหรับการมีอยู่ของรูปแบบชีวิตเหล่านี้ได้
เพื่อปรับปรุงอัตราความสำเร็จในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลก โฟกัสของเราต้องอยู่บนพื้นฐานของพิมพ์เขียวของสิ่งมีชีวิตบนโลก ท้ายที่สุด จนถึงตอนนี้ เรารู้เพียงรูปแบบชีวิตของสิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นพื้นฐานเท่านั้น ดังนั้น หนึ่งในภารกิจหลักในการสำรวจสิ่งมีชีวิตนอกโลก คือการศึกษาขีดจำกัดความสามารถของสิ่งมีชีวิตบนโลก และแบ่งช่วงการค้นหาตามขีดจำกัดของสิ่งมีชีวิต เพื่อเพิ่มความเร็วในการค้นหา
ตัวอย่างเช่น เรารู้ว่าสิ่งมีชีวิตที่มีคาร์บอนเป็นองค์ประกอบทั้งหมดบนโลก ไม่สามารถอยู่รอดได้ในสภาพแวดล้อมที่มีอุณหภูมิสูงกว่า 150 องศาเซลเซียส เนื่องจากโปรตีนจะมีการเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติที่อุณหภูมิสูงเช่นนั้น เราจึงไม่จำเป็นต้องมองหาสิ่งมีชีวิตบนดาวฤกษ์ หรือดาวเคราะห์ที่อยู่ใกล้ดาวฤกษ์มากเกินไป มาตรฐานนี้ สามารถกรองวัตถุท้องฟ้าส่วนใหญ่ออกไปได้
จนถึงตอนนี้ มาตรฐานของขอบเขตของการดำรงอยู่ส่วนใหญ่ ขึ้นอยู่กับการแบ่งรูปแบบชีวิตในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง หลังจากการค้นพบทะเลสาบอาร์เคียใต้น้ำแข็ง นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่า ดาวเคราะห์ที่มีอุณหภูมิพื้นผิวสูงกว่าลบ 100 องศา ยังคงมีโอกาสให้กำเนิดชีวิตได้ การค้นพบนี้ทำให้เขตที่อยู่อาศัยของสิ่งมีชีวิตของดาวมีขนาดใหญ่ขึ้นมาก ซึ่งจะเพิ่มจำนวนของซูเปอร์เอิร์ธต่อไป และความเป็นไปได้ในการค้นหาสิ่งมีชีวิตนอกโลกก็จะมีมากขึ้น
บทส่งท้าย ความคงทนของสิ่งมีชีวิตนั้นเหนือจินตนาการของทุกๆคน บางทีอาจเป็นเพราะพลังชีวิตที่แข็งแกร่งเช่นนี้เอง ที่สิ่งมีชีวิตบนโลกสามารถรอดพ้นจากเหตุการณ์การสูญพันธุ์ครั้งใหญ่ครั้งแล้วครั้งเล่า เนื่องจากสิ่งมีชีวิตสามารถดำรงอยู่ได้อย่างทรงพลังบนโลก ดังนั้น ความเป็นไปได้ที่ชีวิตจะเกิดขึ้น และดำเนินต่อไปในจักรวาลจึงมีไม่น้อย เชื่อว่าเมื่อมนุษย์มีความสามารถในการสังเกตจักรวาลได้ชัดเจนขึ้น เราจะเห็นโลกที่สดใส
บทความที่น่าสนใจ : การทดสอบตับ ตัวบ่งชี้หลักของการทดสอบตับที่ส่งผลเสียต่อสุขภาพ
