Пещера Мовиле: запечатанная пещера в Румынии, где жизнь обходится без солнца
В 1986 году недалеко от маленького города на черноморском побережье Румынии рабочие рыли шахту прямо вниз, в землю.
Пещеру они не искали. На глубине около 18 метров шахта вдруг провалилась в пустоту.
Румынский геолог и исследователь пещер Кристиан Ласку спустился вниз, в темноту.
Воздух внизу пах тухлыми яйцами. Было тепло и сыро, ровно 21 градус. Ни света, ни малейшего движения воздуха.
И все же это место было полно жизни. Пауки, пиявки, многоножки.
Это пещера Мовиле. Она небольшая: около 200 метров ходов, погребенных под слоями глины и известняка. Ее животные живут в воздухе, от которого человеку стало бы плохо, и их пища не берется от солнечного света - даже косвенно. Как они питаются, сегодня уже объяснено. Неизвестно другое: как они туда попали и как долго отрезаны от мира. По второму вопросу источники расходятся, и в этой статье будет видно, где именно.
Где это и как ее нашли
Пещера находится возле города Мангалия, на крайнем юго-востоке Румынии, недалеко от границы с Болгарией. До моря - несколько километров.
Историю шахты рассказывают 3 способами.
Исследовательская группа, изучающая пещеру, пишет, что шахту рыли "для геологических изысканий". Британский журнал о дикой природе пишет, что рабочие бурили, проверяя грунт под электростанцию. Американская газета в 1996 году писала, что бригады рыли колодцы для соседних городов.
В одном все 3 сходятся: это был 1986 год, и пещеру нашли случайно.
Один источник называет длину ходов около 200 метров, другой - около 240 метров. В любом случае, пещера маленькая.
В эту пещеру нельзя просто войти
Попасть внутрь трудно, и так задумано.
Газета в 1996 году описывала путь: вниз по тросовой лестнице, затем ползком по узким грязным ходам, а потом нырок в подземное озеро.
Теплая вода в нижней части пещеры поднимается из глубины. В нескольких местах каменный свод почти касается воды. Между водой и камнем остаются небольшие карманы запертого воздуха. Ученые называют их "воздушными колоколами".
По словам исследовательской группы, вход в шахту теперь закрыт герметичной дверью. Внутрь пускают лишь несколько исследователей в год, ненадолго и со специальным снаряжением.
Каждый посетитель приносит с собой наружный воздух и бактерии, поэтому визиты редки.
Воздух, от которого становится плохо
В обычном воздухе 21% кислорода. В пещере Мовиле - от 7 до 10%. В воздушных колоколах намеряли от 7 до 16%.
В обычном воздухе около 0.04% углекислого газа. В пещере - от 2 до 3.5%. Журнал о природе говорит проще: примерно в 100 раз больше углекислого газа, чем снаружи.
Есть там и 1-2% метана.
И в воздухе, и в воде много сероводорода - газа, который пахнет тухлыми яйцами, - и аммиака.
Влажность близка к 100%. Никакого движения воздуха приборы не улавливают.
В воде кислород почти исчезает уже в 3-4 сантиметрах от поверхности. Глубже его нет совсем.
Долгая пауза, а потом работа
Румынский биолог Шербан Сарбу начал исследовать пещеру в 1986 году, в год ее открытия.
Потом работа остановилась. Румыния тогда была коммунистической диктатурой. Биолог уехал из страны, и несколько лет пещеру никто не изучал.
В 1990 году, после падения режима, он вернулся. Теперь он работал с учеными из Университета Цинциннати в США, на деньги Национального научного фонда США и Национального географического общества.
Что нашли в темноте
По поверхности теплой воды плавали тонкие белые пятна. В одном из воздушных колоколов камень был покрыт желтоватой слизью толщиной до 2 сантиметров.
Это колонии бактерий, плотно сбитые в живые маты.
Вокруг матов жили животные: мокрицы, пауки, пиявки, улитки, многоножки.
Один из них - водяной скорпион, насекомое, охотящееся в воде. Его научное название, Nepa anophthalma, означает "безглазый". Это единственный в мире водяной скорпион, приспособленный к жизни в пещере.
На вершине пищевой цепи - многоножка. Ученые описали ее как новый вид в 2020 году и назвали Cryptops speleorex. Название означает "король пещеры".
Вопрос о пище
На поверхности Земли почти любая пищевая цепь начинается с солнечного света: растения растут благодаря свету, а животные едят растения.
Даже в обычной темной пещере пища в конце концов идет от солнца: листья и другие остатки смываются сверху.
В пещеру Мовиле сверху почти ничего не попадает. Толстый слой глины над ней не пропускает.
Пищу дают бактерии в матах. Свет им не нужен. Энергию они получают из химических веществ в воде, прежде всего из сероводорода и метана. С этой энергией они превращают углекислый газ в живое вещество - так же, как растения делают это с помощью солнца.
Это называется хемосинтезом. Мелкие животные объедают маты, а более крупные едят мелких.
Как ученые это доказали
Команда применила метод анализа стабильных изотопов. Атомы углерода и азота бывают более легкими и более тяжелыми. Пища, созданная солнечным светом на поверхности, несет одну смесь этих форм. Пища, созданная бактериями пещеры, - другую.
Исследователи измерили животных пещеры Мовиле. В их телах оказалась смесь пещерных бактерий, а не поверхности. Существа из других пещер и из соседнего колодца, измеренные для сравнения, отличались.
Результаты вышли в журнале Science 28 июня 1996 года. В статье насчитали 48 видов, живущих за счет этой пищевой цепи. 33 из них больше нигде на Земле не найдены.
Американский биолог из команды сказал, что Мовиле - "единственная известная пещерная система, основанная на хемосинтезе", то есть пещера, где вся пищевая цепь начинается с химии, а не со света.
С тех пор список вырос. Сегодня в нем 57 видов животных, 37 из которых живут только в этой пещере. Исследователи нашли там и 123 вида микроскопических грибов, 96 из них больше нигде не встречались.
Родственница в Израиле
В 2006 году в карьере возле города Рамла в Израиле открылась еще одна замкнутая пещера - пещера Аялон.
Исследователи нашли там 8 новых видов мелких животных и пищевую цепь, тоже построенную на бактериях, питающихся химическими веществами.
Так что Мовиле уже не одна. Но она была первой.
Здесь заканчивается то, что мы знаем
Твердо известно одно: животные едят то, что бактерии производят из химических веществ. Это измерено и опубликовано.
**На вопрос, как и когда животные попали в пещеру Мовиле и как долго она запечатана, общепринятого ответа нет.**
Чаще всего цитируют цифру: жизнь в пещере отрезана от внешнего мира около 5.5 миллиона лет.
Исследовательская группа рисует другую картину. По ее данным, пещера начала формироваться около 5.5 миллиона лет назад, но была отрезана от поверхности лишь около 2.5 миллиона лет назад.
Газета в 1996 году, со слов тогдашних ученых, излагала третью версию. Около 10 миллионов лет назад, когда климат стал суше, животные укрылись под землей. Примерно 5 миллионов лет спустя отложения запечатали пещеру. И лишь около 100 000 лет назад слои сверху стали настолько толстыми, что вода стала поступать в пещеру только из глубины. Один из американских биологов говорил, что большая часть эволюции этих животных, вероятно, пришлась на последние 100 000 лет.
Сами животные дают разные даты. По сравнению их ДНК в той же публикации, родственник мокриц живет в темноте около 1 миллиона лет, а водяной скорпион - от 2 до 5 миллионов лет. Улитка пещеры живет там чуть больше 2 миллионов лет.
Значит, животные пришли не все сразу.
Что мы знаем: как жизнь пещеры себя кормит. Чего не знаем: когда пещера закрылась и как в нее попали животные.
Выводы и открытые вопросы
Есть 3 основных способа прочитать эти данные. Ни один не объясняет всего.
**Животные пришли давно, а потом пещеру запечатало.** Это картина 1996 года: сухой климат загнал животных под землю, а более поздние отложения заперли их внутри. Проблема: даты ДНК животных разбросаны на миллионы лет. Если бы все вошли вместе до одного запечатывания, даты были бы ближе.
**Единого запечатывания не было. Животные приходили волнами.** Разное время прихода согласуется с разными датами ДНК, включая улитку. Проблема: если путь внутрь был открыт так долго, сверху должно было попадать больше пищи. Изотопные тесты показали, что пищи сверху поступает мало или вовсе нет.
**Настоящая изоляция гораздо моложе "5.5 миллиона лет".** 2.5 миллиона лет у исследовательской группы и 100 000 лет в публикации 1996 года указывают в эту сторону. Проблема: эти цифры получены разными методами в разные годы, и никто напрямую не измерил, когда пещера закрылась.
Есть ли под тем же районом другие такие скрытые полости?
Может ли подобная жизнь существовать под поверхностью других планет? Один из американских биологов задал именно этот вопрос в 1996 году, о Марсе: "Есть ли нагрев от ядра Марса? Можно ли обнаружить сероводород?"
Пока дверь над шахтой остается закрытой, а пещера хранит свою самую старую тайну: не то, как живут ее животные, а то, как долго они там, внизу, одни.