Mezinárodní tým vědců, mezi kterými nescházeli ani čeští badatelé, odkryl skrytou historii slavné sopky Santorini. Analýza mořských usazenin starých 3500 let ukázala, že podmořské horké prameny zde v pulzech po dobu 1100 let chrlily obrovské množství těžkých kovů..

Zatopený sopečný kráter nebo též kaldera u řeckého ostrova Santorini, který vznikl propadnutím vrcholu sopky po dávných mohutných výbuších, v sobě ukrývá mnohem dynamičtější minulost, než se dosud předpokládalo.

V rámci prestižního mezinárodního programu pro objevování oceánů (IODP) během expedice 398 se vědcům podařilo získat vzorky mořských usazenin mapující historii uplynulých 3500 let. Na tomto průlomovém objevu se významně podílel také docent Günther Kletetschka z Ústavu hydrogeologie, inženýrské geologie a užité geofyziky Přírodovědecké fakulty Univerzity Karlovy.

Studie poprvé v historii této lokality dokonale propojuje dva zdánlivě vzdálené světy: geologický průzkum chemického složení země a moderní genetiku. Výzkumníci izolovali prastarou DNA z hlubokých vrstev bahna a zkombinovali ji s podrobným chemickým rozborem.

Ukázalo se, že v období trvajícím zhruba 1100 let, které se nacházelo v klidovém okně mezi dvěma velkými sopečnými erupcemi, vykazoval tamní podmořský systém horkých pramenů opakovaně mimořádně silnou aktivitu.

Výzkum zásadně mění náš pohled na to, jak se vulkanické krátery chovají v dlouhých obdobích zdánlivého klidu. Usazeniny na mořském dně byly v této éře doslova zaplaveny stopovými prvky a těžkými kovy. Koncentrace arsenu a rtuti byly až 200-násobně vyšší oproti běžnému vulkanickému pozadí, přičemž hodnoty manganu, antimonu či molybdenu vzrostly 10- až 50-násobně oproti tomuto pozadí.

Podle propočtů tyto podmořské prameny ročně vychrlily přibližně 9 tun arsenu, 2.5 tuny mědi a 7 kilogramů stříbra. To jsou masivní toky škodlivých látek, které snesou srovnání s největšími aktivními pevninskými vřídly světa, jako je například známá termální oblast Taupo na Novém Zélandu.

„Díky hlubinným vrtům v kráteru Santorini jsme získali jedinečný pohled do historie tohoto vulkánu. Zjistili jsme, že podmořské horké prameny zde chrlily obrovské množství těžkých kovů po dobu delší než tisíc let, což zásadně ovlivnilo tamní život a zanechalo nesmazatelnou stopu v sedimentech,“ vysvětluje Günther Kletetschka z Přírodovědecké fakulty UK.

Život v toxickém koktejlu

V prostředí, které pro většinu živých tvorů představuje smrtící chemický koktejl, se přesto dokázal rozvinout prosperující ekosystém. Klíčem k odhalení tohoto tajemství bylo takzvané metagenomické sčítání lidu bakteriálního světa.

Jde o metodu, která vědcům umožňuje přečíst genetickou informaci všech organismů obsažených ve vzorku najednou, jako by listovali v obří společné knihovně DNA.

Analýza ukázala, že mikrobi žijící v sedimentech si v průběhu staletí vyvinuli specifické geny pro vysokou odolnost vůči těžkým kovům. Tyto genetické obranné mechanismy jim umožnily nejen přežít extrémní stres způsobený vulkanickými látkami, ale dokonce energii z horkých pramenů využít pro svůj růst.

Výzkum tak přináší klíčové důkazy o tom, jak úzké a fascinující spojenectví existuje mezi neživou geologickou aktivitou planety a evolucí živých organismů v hlubinách oceánu.