علماء يكتشفون حياة خفية في باطن الأرض
كشفت دراسة مبتكرة أجراها علماء صينيون وكنديون عن 'محرك الطاقة' المذهل الذي يغذي هذا المحيط الحيوي الخفي، وهو تكسر قشرة الأرض وطحنها أثناء الزلازل والتحركات التكتونية.
وخلافاً لتخيلات جول فيرن الخيالية في القرن التاسع عشر عن حيوانات عملاقة تعيش في غابات فطرية مضيئة تحت الأرض، كان العلم التقليدي يفترض أن الحياة لا يمكن أن توجد في أعماق معزولة عن ضوء الشمس والمواد العضوية. لكن اكتشافات حديثة كشفت عن غلاف حيوي عميق ونشط، يؤوي نحو 95% من بدائيات النوى على الأرض، ويشكل حوالي خُمس الكتلة الحيوية الإجمالية للكوكب.
دراسة أجراها تشو جيانشي وهي هونغ بينغ من معهد قوانغتشو للكيمياء الجيولوجية، وكورت كونهاوزر من جامعة ألبرتا، نشرت في 'ساينس أدفانسز' بتاريخ 19 يوليو، أوضحت كيف تدعم الزلازل والتشققات القشرية الحياة في الأعماق. تنتج التفاعلات الكيميائية بين الصخور والماء طاقة تشبه عمل البطارية، حيث تولد أقطاباً كهربائية تدفع تدفق الإلكترونات، وهي أساس عمليات الأيض الحيوي.
محاكاة معملية للكوارتز، أكثر المعادن شيوعاً، أظهرت أن كسور الصخور – سواء بالامتداد أو القص – تنتج غاز الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين، مكونةً ثنائي أكسدة-اختزال يولد طاقة كهربائية تصل إلى 0.82 فولت، كافية لدعم الحياة.
الحديد، العنصر الوفير، يلعب دوراً رئيسياً كناقل للطاقة، حيث يتأكسد ويختزل في دورة مستمرة تدعم 'شبكة طاقة جوفية' تنشط الحياة الميكروبية وتحرك الدورات الجيوكيميائية.
وفي عام 2023، اكتشف الفريق أن المعادن المجهدة تنتج الأكسجين على أسطحها، متجاوزةً معدلات الإنتاج الضوئي. هذه الكيمياء الجذرية قد تفسر أصول الأكسجين والهيدروجين الأوليين، وربما تكون الآلية التي قادت التطور المشترك للمعادن والحياة. الأعماق توفر ملاذاً آمناً من الكوارث السطحية، مما يجعلها بيئة محتملة لنشأة الحياة.
زلزال واحد متوسط يمكن أن يولد تدفقات هيدروجينية تفوق بـ 100,000 مرة الإنتاج عبر التحليل الإشعاعي أو السربنتينية، مما يدعم تجمعات ميكروبية عميقة.
وهذه العملية، حسب هي، تنطبق أيضاً على أجسام كوكبية مثل المريخ وقمر إنسيلادوس، حيث قد تشير إشارات الأكسدة والاختزال إلى حياة نشطة تحت السطح.
جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا
اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:
التعليقات
لا يوجد تعليقات بعد...
أخبار ذات صلة
الوئام
منذ 2 أيام
- الوئام
اكتشاف حياة غريبة بأعماق المحيط الهادئ
أعلن فريق من العلماء بقيادة الأكاديمية الصينية للعلوم عن اكتشاف أنظمة حياة غريبة في أعماق خنادق شمال غرب المحيط الهادئ، في واحدة من أقسى البيئات المعروفة على كوكب الأرض. وخلال بعثة استكشافية اعتمدت على غواصة مأهولة، نجح الفريق في الوصول إلى عمق قياسي بلغ 9533 متراً تحت سطح البحر، وهو ما أتاح لهم تسجيل مشاهد مذهلة لأنظمة بيئية غير مألوفة، من بينها أحواض من المحار وحصائر بكتيرية متبلورة تشبه الجليد. ويمثل هذا الاكتشاف طفرة جديدة في علم الأحياء البحرية، إذ تخطى الرقم القياسي السابق لأعمق توثيق لمخلوقات بحرية، والمسجل عام 2023 بعد رصد سمكة الحلزون على عمق 8337 متراً قبالة سواحل اليابان. وتقع هذه المجتمعات البيولوجية المكتشفة في ما يُعرف بـ'خنادق هادال'، وهي أعمق مناطق المحيط التي تمتد من 6000 إلى أكثر من 11000 متر، وتتشكل بفعل انغماس الصفائح التكتونية. وتُعد هذه البيئات مظلمة ونائية لدرجة أن العلماء لطالما اعتقدوا بأن الحياة فيها تعتمد على التخليق الكيميائي بدلاً من الطاقة الشمسية. وقد كشفت النتائج أن هذه الأعماق القاتمة تحتضن بالفعل أنظمة بيئية نشطة تستمد طاقتها من غازات مثل الميثان وكبريتيد الهيدروجين، التي تنبعث من تشققات في القشرة الأرضية. وبيّنت تحاليل النظائر أن هذه الغازات تتولد من تحلل المواد العضوية المدفونة في أعماق الرواسب البحرية بواسطة ميكروبات دقيقة. ويُرجح العلماء أن هذه الأنظمة البيئية المعتمدة على الطاقة الكيميائية لا تقتصر على مناطق معينة، بل قد تكون واسعة الانتشار في خنادق هادال حول العالم، نظرًا للتشابه الجيولوجي بينها. ويعزز هذا الاكتشاف احتمالات العثور على أنواع جديدة من الكائنات، وفهم علاقتها المعقدة بالكائنات الدقيقة القادرة على التكيف مع بيئة ذات ضغط هائل ودرجات حرارة متطرفة. وفي هذا السياق، قال الدكتور شياوتونغ بينغ، أحد قادة الفريق البحثي: 'ما رأيناه تجاوز كل التوقعات. كانت فرصة نادرة لاستكشاف عالم لا يزال مجهولاً إلى حد كبير'. وأشار إلى أن الفريق يسعى في المرحلة المقبلة إلى دراسة كيفية تحويل هذه الكائنات للطاقة الكيميائية، بالإضافة إلى فهم آليات التكيف الفسيولوجي مع الأعماق القصوى. ويأتي هذا الإنجاز ضمن إطار 'برنامج استكشاف الهدال العالمي' (GHEP)، وهو مشروع دولي طموح يستمر لعقد كامل، ويهدف إلى استكشاف أعمق أعماق المحيطات باستخدام تقنيات غوص متقدمة، لفهم حدود الحياة على الأرض وربما خارجه.
صحيفة المواطن
منذ 3 أيام
- صحيفة المواطن
علماء يكتشفون حياة خفية في باطن الأرض
تحت أقدامنا، في أعماق مظلمة كانت تُعتقد قاحلة، يزدهر نظام بيئي واسع ونابض بالحياة. كشفت دراسة مبتكرة أجراها علماء صينيون وكنديون عن 'محرك الطاقة' المذهل الذي يغذي هذا المحيط الحيوي الخفي، وهو تكسر قشرة الأرض وطحنها أثناء الزلازل والتحركات التكتونية. وخلافاً لتخيلات جول فيرن الخيالية في القرن التاسع عشر عن حيوانات عملاقة تعيش في غابات فطرية مضيئة تحت الأرض، كان العلم التقليدي يفترض أن الحياة لا يمكن أن توجد في أعماق معزولة عن ضوء الشمس والمواد العضوية. لكن اكتشافات حديثة كشفت عن غلاف حيوي عميق ونشط، يؤوي نحو 95% من بدائيات النوى على الأرض، ويشكل حوالي خُمس الكتلة الحيوية الإجمالية للكوكب. دراسة أجراها تشو جيانشي وهي هونغ بينغ من معهد قوانغتشو للكيمياء الجيولوجية، وكورت كونهاوزر من جامعة ألبرتا، نشرت في 'ساينس أدفانسز' بتاريخ 19 يوليو، أوضحت كيف تدعم الزلازل والتشققات القشرية الحياة في الأعماق. تنتج التفاعلات الكيميائية بين الصخور والماء طاقة تشبه عمل البطارية، حيث تولد أقطاباً كهربائية تدفع تدفق الإلكترونات، وهي أساس عمليات الأيض الحيوي. محاكاة معملية للكوارتز، أكثر المعادن شيوعاً، أظهرت أن كسور الصخور – سواء بالامتداد أو القص – تنتج غاز الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين، مكونةً ثنائي أكسدة-اختزال يولد طاقة كهربائية تصل إلى 0.82 فولت، كافية لدعم الحياة. الحديد، العنصر الوفير، يلعب دوراً رئيسياً كناقل للطاقة، حيث يتأكسد ويختزل في دورة مستمرة تدعم 'شبكة طاقة جوفية' تنشط الحياة الميكروبية وتحرك الدورات الجيوكيميائية. وفي عام 2023، اكتشف الفريق أن المعادن المجهدة تنتج الأكسجين على أسطحها، متجاوزةً معدلات الإنتاج الضوئي. هذه الكيمياء الجذرية قد تفسر أصول الأكسجين والهيدروجين الأوليين، وربما تكون الآلية التي قادت التطور المشترك للمعادن والحياة. الأعماق توفر ملاذاً آمناً من الكوارث السطحية، مما يجعلها بيئة محتملة لنشأة الحياة. زلزال واحد متوسط يمكن أن يولد تدفقات هيدروجينية تفوق بـ 100,000 مرة الإنتاج عبر التحليل الإشعاعي أو السربنتينية، مما يدعم تجمعات ميكروبية عميقة. وهذه العملية، حسب هي، تنطبق أيضاً على أجسام كوكبية مثل المريخ وقمر إنسيلادوس، حيث قد تشير إشارات الأكسدة والاختزال إلى حياة نشطة تحت السطح.
الوطن
منذ 4 أيام
- الوطن
تاريخ اكتشاف الأكسجين وثورته
من النادر أن يخطر ببال أحدنا أن للأكسجين تاريخًا، على الرغم من حضوره الدائم في حياتنا. لكن الحقيقة أن اكتشافه لم يتم إلا في 1 أغسطس 1774، حين أجرى العالم البريطاني جوزيف بريستلي تجربة استخدم فيها عدسة حارقة، لتركيز ضوء الشمس على أكسيد الزئبق، مما أدى إلى انبعاث غاز عديم اللون، ولاحظ أنه يزيد من قوة احتراق الشموع، ويطيل حياة الفئران، ويمنح شعورًا بالانتعاش عند استنشاقه. وعلى الرغم من نجاحه في عزل الغاز، فقد أساء تفسيره بسبب تمسكه بنظرية «الفلوجستون»، التي كانت تفترض وجود مادة تطلقها الأجسام عند احتراقها. وقد أطلق بريستلي على الغاز اسم «الهواء الخالي من الفلوجستون»، بينما تمكن أنطوان لافوازييه عام 1777 من إعادة التجربة، وتحديد الغاز كعنصر جديد أطلق عليه «الأكسجين»، داحضًا نظرية «الفلوجستون». بالتوازي، كان الكيميائي السويدي كارل شيل قد عزل الأكسجين أيضًا قبل بريستلي، لكن نتائجه نُشرت متأخرة، ما أثار جدلًا حول أحقية الاكتشاف. وأسهم بريستلي في تمهيد الطريق لفهم عملية البناء الضوئي عندما لاحظ أن نباتات النعناع تُعيد تنقية الهواء في الجرار المغلقة. كما تنبّه إلى القوة الحرارية للأكسجين في الاحتراق، مما مهّد لتقنيات اللحام الحديثة. وعلى الرغم من دفاعه المستمر عن نظرية «الفلوجستون» حتى وفاته، كان بريستلي من أوائل من تنبّهوا إلى التأثيرات الطبية المحتملة للأكسجين، مفترضًا إمكانية استخدامه لعلاج أمراض الرئة. لقد جمع بين العلم والفلسفة واللاهوت والسياسة، وكان أول من اخترع الممحاة المطاطية. وبحق، وصفه لافوازييه بأنه «أعطانا مفاتيح عالم جديد».
