Известняковые пещеры могут образовываться, когда твердый известняк растворяется после контакта с определенными типами кислот. Образовавшаяся пустота и есть пещерная система.«Из предыдущих исследований мы знали, что микробы действительно играют роль в развитии пещер», — сказала Дженнифер Макалади, адъюнкт-профессор геолого-геофизических наук Пенсильванского университета и соавтор статьи, опубликованной сегодня (2 сентября) в журнале «Химическая геология». «То, что мы пытались оценить, было степенью этого вклада, который поможет нам понять, как образуются пещеры во всем мире, а также в других мирах».По словам Макалади, в пещерах, богатых сероводородом, микробы «съедают» сероводород посредством процесса, известного как аэробное дыхание.
Побочным продуктом этого процесса является образование серной кислоты, которая может растворять известняк и способствовать росту пещер.«Основной целью нашего исследования было выяснить, что случилось с сероводородом в пещере, потому что, когда микробы используют сероводород для получения энергии, это вместе с кислородом приводит к образованию серной кислоты», — сказал Макалади.
Исследователи измерили уровень кислорода и количество дегазированных химических веществ, переходящих из жидкого в газообразное состояние, в нескольких частях пещерной системы. В системе Фрасасси есть пещерные тропы, которые сформировались от 10 000 до 100 000 лет назад, а также в настоящее время активно формируются пещерные тропы, что позволяет исследователям сравнивать свои измерения и определять факторы, способствующие активному развитию.«Мы обнаружили, что в определенных условиях сероводород в воде улетучивается в виде газа в воздух над водой, а не« съедается »микробами под поверхностью воды», — сказал Макалади. «В результате подводные микробы только частично сожгли сероводород. Вместо побочного продукта серной кислоты они создали чистую серу в качестве побочного продукта, не вызывающего коррозию известняка».
Напротив, микробы над поверхностью воды полностью «съели» сероводород. В результате этого процесса образуется серная кислота, которая растворяет известняк и способствует росту пещеры.
Макалади говорит, что результаты будут применяться ко всем известняковым пещерам, богатым сероводородом, включая более известные пещеры, такие как Карловы Вары и пещеры Лечугилла в Нью-Мексико и пещеры Кап-Кутан в Туркменистане.