Ett team av forskare har upptäckt att många kanadensiska sjöar kan ge nya insikter om forntida hav, och deras resultat kan främja forskning om utsläpp av växthusgaser, skadliga algblomningar, och tidiga livsformer.

Forskare från University of Waterloo ledde teamet av mikrobiologer, geokemister, och sötvattensspecialister i en överraskande upptäckt att sjöar i Boreal Shield kan likna hav i Archean Eon, en period för mer än 2,5 miljarder år sedan då mikrobiellt liv frodades i en värld utan syre.

Detta fynd är viktigt eftersom det finns miljontals Boreal Shield-sjöar i Kanada som sannolikt delar nyckelegenskaper med de arkeiska haven. Tills nu, forskare har förlitat sig på endast fyra så kallade analoga sjöar - sådana med liknande urförhållanden - varav de flesta finns på avlägsna eller ekologiskt känsliga platser.

"Med så många sjöar att studera, denna upptäckt förändrar hur vi närmar oss detta forskningsfält, "sa medförfattaren Jackson Tsuji, en doktorand vid institutionen för biologi vid naturvetenskapliga fakulteten. "Det är spännande att dessa sjöar, som i princip finns på vår bakgård, hålla information som kan ha konsekvenser för det globala klimatet, Förr och nu, och vattenhantering. "

Publicerad i Vetenskapliga rapporter , fynden har potential att förändra hur forskare forskar om jordens tidigaste livsformer, som har sitt ursprung i syrefria hav som tros vara låga i svavel och höga i järn. Många boreala sköldsjöar, också låg svavelhalt och hög halt av järn, utveckla syrefria lager varje sommar. Även om dessa lager blandas på våren och hösten, de återupprättas snabbt.

"Vi brukade tro att att hitta en lämplig Archean ocean-analog innebar att man var tvungen att hitta en sjö som inte blandade sig. Till exempel, nuvarande analoger är hundratals meter djupa och helt skiktade, "sa Josh Neufeld, professor vid biologiska institutionen. "En viktig upptäckt här var hur robust detta syrefria samhälle är, trots blandningen."

Forskare kan använda dessa sjöar som levande laboratorier för att studera hur mikrober från det förflutna kan ha fungerat. Mikroberna som upptäckts i de provtagna sjöarna tros metabolisera järnföreningar med hjälp av solljus, vilket kan hjälpa forskare att förstå hur man förutsäger och kontrollerar skadliga algblomningar eftersom järn spelar en nyckelroll i algblomningsbildningen.

Dessutom, de unika och tidigare okända mikrobiella samhällena, specifikt metankrävande mikrober i botten av dessa sjöar, har breda konsekvenser för utsläppen av växthusgaser.

Studien jämförde aspekter av de fyra nuvarande Archean-ocean-analogerna med två Boreal Shield-sjöar med vattenkemi, profiler för mikrobiell gemenskap, och stabila isotopmönster. Forskarnas unika tillämpning av de senaste biologiska och isotopiska verktygen visar att liknande biologiska processer som befintliga analoger inte bara är närvarande, men aktiv i vattnet, återkommer varje år.

"Denna banbrytande upptäckt var möjlig eftersom vi hade flexibiliteten att eftersträva några oväntade resultat med ett multidisciplinärt team som använder toppmoderna verktyg och tekniker, "sa Sherry Schiff, professor vid institutionen för geo- och miljövetenskap.

Boreal Shield sjöar är utbredda över Boreal Shield, den största av de kanadensiska ekozonerna, som sträcker sig över mer än 20 procent av Canadas landmassa. Liknande sjöar finns i Finland, Norge, Sverige, och Ryssland.