Vandra runt en öken mest var som helst i världen, och så småningom kommer du att märka mörkfärgade stenar, speciellt där solen skiner mest starkt och vatten sipprar ner eller dagg samlas. På vissa ställen, om du har tur, du kan snubbla på antik konst - helleristningar - huggen in i fläcken. I åratal, dock, forskare har förstått mer om hällristningarna än den mystiska mörka fläcken, kallad rock lack, där de ritades.

Särskilt, vetenskapen har ännu inte kommit fram till var stenlack, som är ovanligt rik på mangan, kommer från.

Nu, forskare vid California Institute of Technology, energidepartementets SLAC National Accelerator Laboratory och på andra håll tror att de har ett svar. Enligt en ny tidning i Förfaranden från National Academy of Sciences , berglack lämnas kvar av mikrobiella samhällen som använder mangan för att försvara sig mot den straffande öken solen.

Mycket med stenlack är gammalt, sa Usha Lingappa, en doktorand vid Caltech och studiens huvudförfattare. "Charles Darwin skrev om det, Alexander von Humboldt skrev om det, " Hon sa, och det finns en långvarig debatt om det har ett biologiskt eller oorganiskt ursprung.

Men, Lingappa sa, hon och hennes kollegor ville inte riktigt förstå var rocklack kommer ifrån. Istället, de var intresserade av hur mikrobiella ekosystem i öknen interagerar med berglack. Att göra så, de använde så många tekniker som de kunde komma på:DNA -sekvensering, mineralogiska analyser, elektronmikroskopi, och-med hjälp av forskaren Samuel Webb, Stanford Synchroton Radiation Lightsource (SSRL)-avancerade röntgenspektroskopimetoder som kan kartlägga olika typer av mangan och andra element i prover av berglack.

"Genom att kombinera dessa olika perspektiv, kanske vi skulle kunna rita en bild av detta ekosystem och förstå det på nya sätt, "Lingappa sa." Det var där vi började, och sedan snubblade vi bara in i denna hypotes "för berglackbildning.

Bland lagets viktigaste observationer var att, medan mangan i ökenstoft vanligtvis finns i partikelform, det deponerades i mer kontinuerliga lager i lack, ett faktum avslöjat genom röntgenspektroskopimetoder vid SSRL som inte bara kan berätta vilka kemiska föreningar som utgör ett prov utan också hur de fördelas, i mikroskopisk skala, genom hela provet.

Samma analys visade att typerna av manganföreningar i lack var resultatet av pågående kemiska cykler, snarare än att bli utelämnad i solen i årtusenden. Den informationen, kombinerat med förekomsten av bakterier som kallas Chroococcidiopsis som använder mangan för att bekämpa de oxidativa effekterna av den hårda öken solen, fick Lingappa och hennes team att dra slutsatsen att stenlack lämnades kvar av dessa bakterier.

För hans del, Webb sa att han alltid gillar ett manganprojekt - "Jag har varit en mangafil ett tag nu" - och att det här projektet kom i perfekt tid, gett framsteg inom röntgenspektroskopi vid SSRL. Förbättringar i röntgenstrålens storlek gjorde det möjligt för forskarna att få en finare bild av berglack, han sa, och andra förbättringar säkerställde att de kunde få en bra titt på sina prover utan att riskera att skada dem. "Vi pysslar och finjusterar alltid saker, och jag tror att det var rätt tid för ett projekt som kanske för 5 eller 10 år sedan inte riktigt hade varit genomförbart. "