Jezero, které má místo dna obrovskou propast
Při pohledu shora nemusí El Zacatón v severovýchodním Mexiku působit tak výjimečně. Mezi stromy a nízkou vegetací se otevírá téměř kruhová vodní plocha, na jejímž okraji rostou ostrůvky trávy. Kdo ale čeká mělké jezero, dramaticky se mýlí. Voda pokračuje do hloubky, kam už neproniká sluneční světlo a kde lidské tělo naráží na mimořádné fyziologické i technické limity.
Zacatón leží ve státě Tamaulipas, v oblasti známé jako Sistema Zacatón. Jde o soustavu zatopených krasových propastí, které se vytvořily ve vápencových horninách. Průzkum autonomního robota DEPTHX v roce 2007 ukázal, že dno hlavní propasti není rovné: podle místa se nachází přibližně 315 až 320 metrů pod hladinou. Odborné práce proto často uvádějí zaokrouhlenou hloubku 318 metrů. Taková čísla jsou působivá sama o sobě, ale skutečné tajemství Zacatónu neleží pouze v tom, jak hluboký je.
Proč tady voda není jako v obyčejném jezeře
Zacatón souvisí s neobvyklým podzemním prostředím, v němž hrály důležitou úlohu teplé vody a rozpouštění hornin. Geologové předpokládají, že zde v minulosti probíhala výrazná hydrotermální činnost. Podzemní voda, jejíž chemické složení mohou ovlivňovat plyny a minerály, postupně měnila vápenec a podílela se na vzniku dutin. Když se takové prostory rozšiřují nebo se propadá jejich strop, mohou vzniknout hluboké zatopené prohlubně.
FOTO FLICKR.COM @COMEFILM CC BY-SA 2.0 [7]
Voda v Zacatónu si udržuje teplotu přibližně 30 °C a v okolí je patrný sirný zápach. Neznamená to ovšem, že by se pod každým centimetrem dna nacházela aktivní sopka. Jde o hydrogeologický systém, jehož přesné propojení v podzemí vědci zkoumali právě proto, že z hladiny nelze snadno poznat, co se děje o stovky metrů níže. Součástí záhady byla i otázka, zda se jednotlivé propasti propojují chodbami. Podrobné sonarové mapování blízkých částí soustavy žádné očekávané velké boční tunely mezi zkoumanými propastmi neprokázalo.
Lidský limit vystřídal oranžový robot
Hluboké ponory v Zacatónu lákaly zkušené technické potápěče, ale nebezpečí je zde mimořádné. Ve velké hloubce roste tlak, komplikují se dýchací směsi, orientace i bezpečný návrat k hladině. Pokusy o průzkum se neobešly bez tragédie a ani nejodvážnější lidské výpravy nedokázaly spolehlivě zmapovat celé dno. Výzkumníci proto potřebovali prostředek, který nebude odkázaný na schopnosti člověka přežít v hloubce.
Řešením se stal DEPTHX, autonomní podvodní robot vyvíjený týmem vedeným společností Stone Aerospace za účasti univerzit a dalších odborných pracovišť. Projekt financoval astrobiologický program NASA. Vypadat mohl trochu jako oranžové technické vejce, jeho úloha však byla náročnější než běžné dálkově řízené natáčení podvodních záběrů. V neznámém prostředí se měl pohybovat bez průběžného řízení z hladiny, rozpoznávat okolní stěny, vytvářet trojrozměrnou mapu a vybrat místa vhodná k odběru vzorků.
Při ponorech v roce 2007 využíval 54 sonarů, jejichž měření pomáhala průběžně sestavovat obraz okolního prostoru. Pod vodou, kde nelze spoléhat na běžnou satelitní navigaci a kde radiové spojení rychle ztrácí použitelnost, jde o zásadní schopnost. Robot musel vědět, kde se nachází, přestože předem neznal tvar propasti. Metoda souběžné lokalizace a mapování, známá pod zkratkou SLAM, mu dovolovala zpřesňovat odhad vlastní polohy při současném vytváření mapy.
Na stěnách propasti našel nečekaně pestrý život
Jedním z největších překvapení nebylo dno, ale biologické vzorky ze stěn a vodního sloupce. DEPTHX dokázal odebírat materiál z mikrobiálních povlaků, které rostou i hluboko v prostředí bez slunečního záření. Jeden z odběrů ze stěny pocházel z hloubky přibližně 272 metrů. V laboratoři pak vědci analyzovali genetické stopy mikroorganismů, zejména úseky ribozomální RNA používané k rozlišování příbuzenských skupin.
Studie publikovaná v časopise Astrobiology v roce 2010 ukázala značnou rozmanitost bakterií a archeí. Výzkumníci nalezli také genetické linie, které se zřetelně lišily od tehdy dobře popsaných skupin. To je důležité, protože nešlo jen o fotografii několika tvorů žijících v extrémní hloubce. Analýza naznačila, že i zdánlivě nepřístupná podzemní voda může ukrývat složitá mikrobiální společenstva, o jejichž fungování víme jen část příběhu.
Nepotvrzuje to samozřejmě život mimo Zemi. Vědci v Mexiku zkoumali pozemské organismy v pozemských horninách, byť za neobvyklých podmínek. Právě možnost najít život v prostředí, které není závislé na přímém slunečním svitu, však vysvětluje, proč se o podobné lokality zajímají astrobiologové.
Proč NASA potřebovala mexickou propast
Na Jupiterově měsíci Europě se pod ledovým povrchem s vysokou pravděpodobností nachází rozsáhlý oceán kapalné vody. Pokud jej budou někdy zkoumat podvodní roboti, čeká je několik podobných technických problémů jako v Zacatónu: neznámé prostředí, velmi omezená komunikace a nutnost rozhodovat se bez neustálých pokynů ze Země. Navíc by bylo nejprve nutné zvládnout průnik ledovým obalem, což DEPTHX neřešil. Mexická propast proto nebyla zmenšenou kopií Europy, ale vhodným pozemským testem konkrétních schopností autonomního průzkumu.
Úspěch DEPTHX pomohl rozvíjet technologie, které našly pokračování i při průzkumu vod pod ledem na Zemi. Navazující robotický projekt ENDURANCE se zaměřil na antarktická jezera, kde mohli konstruktéři dále ověřovat samostatnou navigaci, mapování a měření v obtížně dostupném prostředí. Od horké vody mexického krasu tak vedla technologická cesta ke studeným vodám ukrytým pod ledem, nikoli rovnou k hotové vesmírné misi.
A možná právě v tom spočívá nejpozoruhodnější význam Zacatónu. Pro geologa je to mimořádně hluboká krasová propast, pro mikrobiologa neobvyklé prostředí plné dosud málo poznaných organismů. Pro konstruktéra robotů představuje místo, kde se musí stroj naučit samostatně orientovat v neznámu. A pro výzkum jiných světů je připomínkou, že než začneme hledat život pod ledem vzdáleného měsíce, musíme se naučit důkladně prozkoumat i temná místa vlastní planety.
MOHLO BY SE VÁM TAKÉ LÍBIT
Zdroje: Kód Enigma [1], NASA Astrobiology – Robot Dives Deep for Sinkhole Slime [2], Sahl et al., Astrobiology – Novel Microbial Diversity Retrieved by Autonomous Robotic Exploration of the World's Deepest Vertical Phreatic Sinkhole, DOI 10.1089/ast.2009.0378 [3], Fairfield et al., The International Journal of Robotics Research – Autonomous Exploration and Mapping of Flooded Sinkholes, DOI 10.1177/0278364909344779 [4], NASA Astrobiology – Engineering Astrobiology and Exploration [5], University of Texas at Austin – NASA-funded Robotic Sub Makes Final Dive to Reach Bottom of Earth's Deepest Sinkhole [6]. img ai generated
