.webp)
8 دقیقه
پژوهشگرانی که مشغول بررسیهای دریای گرینلند بودند، چشمهای سرد از هیدرات گازی را کشف کردند که بهطرز استثنایی عمیق است و میزبان جمعیتی پرشور از جانوران وابسته به متان و سایر هیدروکربنها است. این کشف—در عمقی بیش از 3,640 متر—پیشفرضها دربارهٔ محدودهٔ زیستپذیری اکوسیستمهای شیموسنتتیک را به چالش میکشد و پرسشهای تازهای دربارهٔ ذخایر کربن قطب شمال و مدیریت زیستبسترهای عمق دریا مطرح میسازد.
یک سیگنال تعجبآور روی سطح اقیانوس منجر به کشف بزرگ شد
در جریان اکتشاف Ocean Census Arctic Deep EXTREME24، یک روشنایی گازی غیرمعمول در ستون آب کشتی توجه تیمها را به فعالیتهای زیرسطحی جلب کرد. گروههایی که تحت رهبری دانشگاه آرکتیک نروژ (UiT) عمل میکردند، یک وسیلهٔ تحتهدایت راه دور (ROV) را برای بررسی به آب فرستادند و تپههای نمایان هیدرات گازی را یافتند — ساختارهای کریستالی که در آنها قفسهای آبی تحت فشار بالا و دمای پایین، متان و هیدروکربنهای دیگر را بهصورت جامد به دام میاندازند.
تیم نمونههایی از متان نشتکننده، نفت خام و رسوبات پیرامونی را جمعآوری کرد و مجموعهٔ متنوعی از جانوران را مستندسازی نمود که حول تپههای هیدرات تجمع یافتهاند. این ساختارها که اکنون تحت عنوان تپههای هیدرات گازی «فریا» (Freya) نامگذاری شدهاند، بهنظر یکی از عمیقترین چشمههای سرد مستند شده هستند و در حدود 3,640 متر (حدود 11,940 فوت) در زیر سطح دریا قرار دارند—بهطور قابل توجهی عمیقتر از محدودهای که برای بسیاری از چشمههای ثبتشده متداول است.
چه گونههایی روی یک ذخیرهٔ گازی یخزده زندگی میکنند؟
پیرامون تپههای فریا، جامعهٔ زیستی نه با نور خورشید بلکه با شیموسنتز تغذیه میشود: میکروبها متان، سولفید هیدروژن و سایر هیدروکربنها را به مادهٔ آلی تبدیل میکنند که پایهٔ زنجیرهٔ غذایی را برای حیوانات بزرگتر فراهم میسازد. با استفاده از دوربینهای با وضوح بالا و نمونهبرداریهای دقیق، دانشمندان لولهدورنگان (tubeworms) خانوادهٔ سیبوگلینیید و مالدانیید، حلزونهای کوچک خانوادههای اسکنیید و ریسوید، آمفیپودهای ملتید و کرمهای موئی و دوکفهایها را در نزدیکی نقاط نشت مایعات ثبت کردند.
.avif)
یکی از تپههای هیدرات گازی فریا، همراه با محلهای نمونهبرداری علامتگذاری شده.
- لولهدورنگان سیبوگلینیید و مالدانیید — کرمهایی که لوله میسازند و به میکروبهای همزیست وابستهاند.
- حلزونهای اسکنیید و ریسوید — نرمتنان کوچک سازگار با رسوبات غنی از ترکیبات شیمیایی.
- آمفیپودهای ملتید و سختپوستان شبیه میگو — لاشهخواران و چراندگان در جامعهٔ نشت.
در سطح خانوادهای، جامعهٔ فریا شباهتهایی با جانوران دریچههای هیدروترمال قطبی دارد که در عمقهای مشابه یافت شدهاند، و این شباهت نشاندهندهٔ اتصالات اکولوژیکی مشترک بین این «جزایر» تولید پراکندهٔ شیموسنتتیک روی کف دریاست. این شواهد ارتباطات تنگاتنگ بین منابع شیمیایی و ساختارهای بیوتیکی را برجسته میکند و نشان میدهد که الگوهای پراکنش گونهها ممکن است تحت تأثیر منابع انرژی زیرسطحی و ویژگیهای زمینشناختی محلی باشند.
.avif)
جانورانی که در تپههای فریا کشف شدند شامل لولهدورنگان (b)، سختپوستان شبیه میگو (c)، کرمهای موئی (d) و دوکفهایها (g) بودند.
زمینهٔ زمینشناختی و کربن کهن
آنالیزهای شیمیایی رسوبات نشان میدهد که هیدروکربنهایی که این نشت را تغذیه میکنند احتمالاً منشأ خشکی دارند — بازماندهٔ گیاهان گلدار که زمانی در دورهٔ میوسن (بازهٔ 23 تا 5.3 میلیون سال پیش) در گرینلند گرمتر و جنگلی رشد میکردند. در طول زمان زمینشناختی، این رسوبات غنی از کربن مهاجرت کرده و در ساختارهای رسوبی و شکافهای پوسته به دام افتادهاند و اکنون از طریق شکستگیها و مسیرهای گاز، نشت پایدار را تغذیه میکنند.
هیدراتهای گازی بهعنوان یک مخزن مهم کربن جهانی شناخته میشوند: تخمین زده میشود تقریباً یکپنجم متان زمین بهصورت هیدرات گازی در رسوبات دریایی ذخیره شده باشد. کشف یک چشمهٔ هیدراتی فعال در عمقی بیش از 3.5 کیلومتر دامنهٔ تصویری ما را از مکانهایی که کربن میتواند ذخیره شود و نیز جاهایی که اکوسیستمهای شیموسنتتیک میتوانند شکوفا شوند، گسترش میدهد. این یافته همچنین اهمیت لایهٔ پایداری هیدرات (gas hydrate stability zone) و حساسیت آن به تغییرات فشار و دما را یادآور میشود، بهویژه در زمینهٔ گرمشدن اقیانوسها و تغییرات یخدرجهٔ قطبی.
پیامدها برای اقلیم، تنوع زیستی و صنعت
«این کشف، دفترچهٔ راهنمای اکوسیستمهای عمق دریای قطبی و گردش کربن را بازنویسی میکند»، گفت جولیانا پانیری، یکی از دانشمندان ارشد همکار در اکسپدیشن. این یافته به دلایل متعددی اهمیت دارد: از نظر زیستی، این واحههای کفدریا به تنوع زیستی قطب شمال کمک میکنند؛ از منظر ژئوشیمی، با ذخیرهٔ بلندمدت کربن و جریانهای متان مرتبطاند؛ و از جنبهٔ اجتماعی-اقتصادی، با علاقهٔ رو به رشد به منابع اعماق دریا همپوشانی دارند.
تلاشهای استخراج در اعماق دریا تا کنون بهطور عمده بر گرههای پلیمتالیک — تودههای معدنی بهاندازهٔ سیبزمینی که سرشار از عناصر خاکی نادر هستند — متمرکز بوده است، اما نقشهٔ در حال شکلگیری کف دریا در مناطق قطبی نشان میدهد زیستگاههای آسیبپذیر و متنوع دیگری نیز وجود دارند. جان کاپلی، اکولوژیست دریایی دانشگاه ساوتهمپتون و عضو این اکسپدیشن، هشدار داد که «زیستگاههای شبیه جزیره روی کف اقیانوس باید از هر گونه تأثیر احتمالی استخراج اعماق دریا در آینده محافظت شوند.»
دانشمندان تأکید میکنند که در حالی که هیدراتهای گازی بهعنوان یک منبع انرژی بالقوه مورد توجهاند، عدم قطعیتهای بزرگی در ارزیابی غلظتهای بازیافتپذیر آنها وجود دارد و اینکه چگونه ناپایداری هیدراتها میتواند از طریق آزادسازی متان بر اقلیم تأثیر بگذارد نیز نیازمند بررسیهای عمیقتر است. تأثیرات مستقیم و غیرمستقیم آزادسازی متان بر چرخهٔ کربن و پتانسیل آن برای تسریع گرمایش جهانی از موضوعات پژوهشی حیاتیاند.
روشها و فناوریهای پشت این کشف
اکسپدیشن از ترکیبی از روشها استفاده کرد: نظرسنجیهای آکوستیک کشتی (شامل چندپرتویی و پروفایل زیرسطحی)، شناسایی شعلههای گازی در ستون آب از طریق تصویرگری آبستون، و شیرجههای هدفمند ROV برای نقشهبرداری کف دریا، نمونهبرداری از سیالات و رسوبات، و مستندسازی جوامع زیستی. ROVها که به بازوهای مانِیپولیتور، دوربینهای اچدی و حسگرهای درجا (in situ) مجهز بودند، برای عملیات در چنین عمقهای بسیار شدید که دسترسی انسانی غیرممکن است، ابزارهای ضروری بهشمار میآیند.
ابزارهای حسگری مورد استفاده شامل حسگرهای متان در ستون آب، اندازهگیرهای اکسیداسیون-کاهش (ORP)، پروفایلرهای شیمیایی و نمونهگیرهای سیلشونده برای حفظ نمونهها در شرایط فشار طبیعی بودند. آنالیزهای آزمایشگاهی ادامهدار شامل آنالیز ایزوتوپی پایدار کربن و هیدروژن برای ردیابی منشأ هیدروکربنها، آنالیزهای ژنتیکی میکروبی و طبقهبندی تاکسونومیک برای جانوران جمعآوریشده، و مطالعات میکروبشناسی محیطی برای درک شبکههای متابولیک شیموسنتزرفته است.
کارهای آینده نیازمند نقشهبرداری ژئوفیزیکی یکپارچهتر، پایش بلندمدت فعالیت نشت بهصورت پیوسته (با استفاده از پایانههای خودکار و سنسورهای ایستا)، و مطالعات ژنومی برای میکروبها و ماکروفونا است که این اکوسیستمها را نگهداری میکنند. این شواهد ترکیبی میتواند به ارزیابی پایداری، نرخهای جریان کربن و احتمال واکنشهای محیطی به تغییرات اقلیمی کمک کند.
دیدگاه کارشناسان
دکتر النا مارکز، بیوژئوشیمیست دریایی (برای ارائهٔ بینش زمینهای بهصورت فرضی ذکر شده)، اظهار داشت: «یافتههایی مانند تپههای فریا به ما یادآوری میکنند که اقیانوس عمیق هنوز مملو از شگفتیهاست. پیوند کربن خشکی کهن به زیست کف دریا نشان میدهد چگونه اقلیمهای گذشته شکلدهندهٔ اکوسیستمهای کنونیاند. حفاظت از این سایتها در حینی که نقش آنها در چرخهٔ کربن مورد مطالعه قرار میگیرد باید در صدر اولویتها باشد.»
کشف فریا که در نشریهٔ Nature Communications منتشر شد، هم ارزش علمی کاوشهای عمیق قطبی را برجسته میکند و هم پرسشهای حفاظتی مرتبط را به میان میآورد. با افزایش علاقهمندیها به منطقهٔ قطب شمال در اثر تغییرات در پوشش یخ و فرصتهای بالقوهٔ منابع، نقشهبرداری و حفاظت از زیستگاههای غیرمعمول کف دریا مانند تپههای هیدرات گازی فریا برای حفظ تنوع زیستی اعماق دریا و مدیریت مسئولانهٔ ذخایر کربن جهانی اهمیت حیاتی خواهد داشت.
منبع: sciencealert
نظرات
گرداب_گل
خب کشف قشنگیه اما فکر نکنم خیلی نباید هیجانزده شد، تا وقتی نرخ آزادسازی متان معلوم نشه، نتیجهگیری زوده 😕
امواجژرف
من با کار دریا سروکار داشتهم، جوامع شیموسنتتیک عجیب و مقاومن، باید با احتیاط جلو بریم، نمونهبرداری خیلی مهمه
آرمین
۳۶۴۰ متر واقعا؟! شک دارم همهٔ داده ها کامل باشن، اینجا باید بازبینی و تکرار کنن، اگه اشتباه باشه بزرگه
بیونیکس
معقول به نظر میاد، اما پایش طولانی مدت لازمه ، حفاظت باید جدی باشه، بدون داده بلندمدت نمیشه قضاوت کرد
دیتاپالس
وای یعنی هنوز کلی چیز توی دریا کشف نشده، هم جذابه هم ترسناک! اگه هیدراتا ذوب شن چی میشه.. متان، جوّ؟
ارسال نظر