En serie mindre jordbävningar i Yellowstone nationalpark 2021 utlöste betydande förändringar i den djupa undersubsurfata miljön och ökade den mikrobiella aktiviteten. Forskare fann att de seismiska händelserna ändrade vattenkemin och ökade mikrobpopulationerna i ett borrhål nära Yellowstone Lake. Dessa förändringar belyser hur geologisk aktivitet kan upprätthålla liv i mörka, isolerade underjordiska habitat.
År 2021 skakades Yellowstone Plateau Volcanic Field av en svärm små jordbävningar, vilket fick Eric Boyd och hans team att undersöka effekterna på undersubsurfata mikrobiella ekosystem. Dessa mikrober trivs i djupa berg- och vatten-system, långt från solljus, genom att utnyttja energi från kemiska reaktioner när vatten strömmar genom sprucken bergart.
Jordbävningarna störde denna miljö genom att exponera nya bergytor, frigöra tidigare instängda vätskor och ändra vattenflöden. Detta ledde till nya kemiska reaktioner som effektivt ändrade de tillgängliga energikällorna – eller den 'kemiska menyn' – för mikroberna.
För att fånga dessa förändringar samlade forskarna vätskeprover från ett borrhål cirka 100 meter djupt vid den västra kanten av Yellowstone Lake. De tog prover fem gånger under 2021 och spårade omedelbara och längre siktets reaktioner. Analyser efter jordbävningarna visade förhöjda nivåer av väte, sulfid och löst organiskt kol i vattnet – nyckelelighetsföreningar för undersubsurfata organismer. Antalet planktoniska celler ökade också, vilket signalerar en ökning av mikrobiell närvaro i vattenpelaren.
Studien dokumenterade vidare förändringar i den mikrobiella samhällssammansättningen. Till skillnad från de vanligtvis stabila populationerna i kontinentala berggrundsavikare reagerade Yellowstones underjordiska liv snabbt på den seismiska energin och ändrade både geokemiska och biologiska profiler.
Publicerad i PNAS Nexus 2025 föreslår forskningen av Boyd och kollegor, inklusive Daniel R. Colman och Ana Menchaca, att dessa dynamiker kan vara vanliga i seismiskt aktiva regioner världen över. Sådana processer kan upprätthålla mikrobiellt liv i extrema jordmiljöer och ge insikter om beboelighet på vattenrika klippiga planeter som Mars.