كتب – باسل يوسف:
أفاد العلماء مؤخرًا بتطور غير متوقع في أعماق البحار في المحيط الهادئ: يبدو أن بعض الصخور المعدنية تنتج الأكسجين في الظلام، دون ضوء أو أشعة شمس، في قاع المحيط.
هذه الفكرة تتعارض مع الاعتقاد المعتاد بأن الأكسجين يتكون فقط في ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي.
على الرغم من أن هذه النتائج أثارت الجدل، فإن الادعاء المركزي هو أن العقيدات بحجم البطاطس الموجودة على عمق آلاف الأقدام تحت السطح يبدو أنها تقسم جزيئات مياه البحر وتطلق الأكسجين.
الأكسجين والتمثيل الضوئي
منذ أواخر القرن الثامن عشر، تعلمنا أن الضوء يخلق الأكسجين من خلال عملية التمثيل الضوئي، وهي عملية طبيعية حاسمة تحافظ على ازدهار الحياة على الأرض.
تمتص النباتات والطحالب وبعض البكتيريا ضوء الشمس لتحويل ثاني أكسيد الكربون والماء إلى جلوكوز وأكسجين.
بعبارة أبسط، تستخدم الطبيعة الضوء كوقود لإنتاج الأكسجين الذي نتنفسه وإبقاء كل شيء في الأرض على قيد الحياة.
لا تعمل عملية التمثيل الضوئي على إعطاء الطاقة لهذه الكائنات الحية فحسب، بل إنها تطلق الأكسجين أيضًا في الغلاف الجوي، ما يحافظ على التوازن المثالي للغازات التي يحتاجها معظم أشكال الحياة.
حتى اكتشاف الأكسجين الداكن، كان من المعروف على نطاق واسع أنه بدون الضوء، ستتوقف عملية التمثيل الضوئي، ولن يكون لكوكبنا الهواء الغني بالأكسجين الذي نعتمد عليه كل يوم.
صخور أعماق البحار التي تنتج الأكسجين
كشفت عمليات البحث في منطقة تسمى كلاريون كليبرتون – حيث تتطلع شركات التعدين في أعماق البحار إلى موارد المعادن مثل الكوبالت والنيكل – عن عقيدات من الحديد والمنجنيز تستقر على قاع المحيط.
تشبه عقيدات الحديد والمنجنيز صخور الكنز الصغيرة التي تستقر على قاع المحيط، مليئة بالمعادن مثل المنجنيز والحديد.
تتشكل هذه العقيدات ببطء على مدى ملايين السنين مع تراكم المعادن من مياه البحر في طبقات حول قلب صغير، مثل سن سمكة القرش أو قطعة من الصدف.
اقترح الباحثون أن العقيدات قد تنتج شحنات كهربائية تشعل التحليل الكهربائي، ما يؤدي إلى توليد الأكسجين والهيدروجين.
كيف تنتج الصخور الأكسجين؟
أثارت الدراسات المبكرة الكثير من الأسئلة حول هذه العملية والتأثير المحتمل على الحياة في قاع البحر.
يقود أندرو سويتمان، أستاذ في الجمعية الاسكتلندية لعلوم البحار، الجهود المبذولة للحصول على المزيد من الإجابات.
يدير سويتمان مشروعًا لمدة 3 سنوات للتحقيق في كيفية إنتاج الأكسجين من هذه العقيدات في غياب الضوء. أحد أهدافه هو معرفة ما إذا كانت هذه الظاهرة تظهر في أجزاء أخرى من منطقة كلاريون كليبرتون.
قال سويتمان: “كان اكتشافنا للأكسجين الداكن تحولاً نموذجيًا في فهمنا لأعماق البحار وربما الحياة على الأرض، لكنه أثار المزيد من الأسئلة أكثر من الإجابات”.
سيبحث هو وفريقه أيضًا ما إذا كانت التفاعلات الميكروبية تساعد في إطلاق الهيدروجين، وهو مصدر طاقة لبعض الميكروبات في أعماق البحار.
ألغاز المياه العذبة
ظهر الأكسجين الداكن في أماكن أخرى مثيرة للدهشة ومحرومة من الضوء.
اكتشف إميل راف الأكسجين في عينات المياه العذبة تحت ألبرتا، كندا. ظهر في المياه الجوفية المعزولة لعشرات الآلاف من السنين، ومع ذلك لا تزال تحتوي على ما يكفي من الأكسجين لدعم الحياة.
قال راف “بعد 40.000 سنة أو 30.000 سنة من الانفصال عن العمليات السطحية، لا يوجد سبب حقيقي للاعتقاد بأنه يجب أن يكون هناك أي أكسجين متبقي”.
وجد راف أن البكتيريا الخاصة يمكن أن تنتج الأكسجين من تلقاء نفسها عن طريق تحطيم بعض المركبات المذابة. كما أن كمية الأكسجين المنتجة كانت كافية لدعم حياة ميكروبية أخرى تعتمد على الأكسجين في المياه الجوفية.
لا يتفق جميع العلماء على اكتشاف الأكسجين الداكن هذا. وتتحدى بعض مصالح التعدين في أعماق البحار عمل سويتمان، قائلة إنها لم تجد مثل هذا الشذوذ الكهربائي في العقيدات.
قدمت شركة ميتالز دحضًا للورقة البحثية العلمية إلى مجلة نيتشر جيوساينس.
وفي الوقت نفسه، يلاحظ المراقبون المستقلون الحاجة إلى المزيد من التجارب. قالت عالمة المحيطات في مركز علوم البحار والسواحل في المحيط الهادئ التابع للمسح الجيولوجي الأمريكي في سانتا كروز، كاليفورنيا، إن هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية لم تلاحظ أي ظاهرة كهربائية في عقيدات الحديد والمنجنيز التي فُحصت حتى الآن.
لم تشارك في بحث سويتمان أو راف.
تأمل ناسا أن تشير هذه النتائج إلى وجود حياة في أماكن خارج الأرض. عوالم المحيطات المظلمة مثل قمر المشتري أوروبا وقمر زحل إنسيلادوس هي أهداف رئيسية للبحث.
أشار سويتمان إلى أن وكالة الفضاء تريد اختبار ما إذا كانت الضغوط العالية الموجودة على تلك الأقمار الجليدية يمكن أن تؤدي إلى توليد الأكسجين في صخور أعماق البحار دون أشعة الشمس المباشرة. إذا نجحت نفس الكيمياء الأساسية هناك، فقد يشير ذلك إلى حياة ميكروبية محتملة في البحار الغريبة.
الأكسجين الداكن والتعدين في أعماق البحار
تقع منطقة كلاريون كليبرتون بعيدًا عن الشاطئ، ويحكم التعدين هناك سلطة قاع البحار الدولية. يزعم المنتقدون أن إزالة العقيدات بكميات ضخمة يمكن أن يدمر الموائل.
تحذر منظمات مثل Fauna & Flora من الضرر الذي لا يمكن إصلاحه، قائلة إنه قد يزعج تخزين الكربون في المحيط. يعتقد سويتمان أنه من الخطر حصاد معادن قاع البحر حتى يعرف العلماء الكثير عن هذه الأنظمة.
نُشرت الدراسة في مجلة Nature Geoscience.
اقرأ أيضا:
