اكتشاف مخلوقات بحرية تعيش على طاقة الزلازل تحت قشرة الأرض، كيف يؤثر ذلك على فهمنا للكوكب؟

الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أعماق الأرض تعتمد على طاقتها من الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل، بعيدًا عن ضوء الشمس التقليدي، وهذا ما كشف عنه باحثون في معهد قوانغتشو للجيوكيمياء في الصين. يُظهر البحث أن الانشقاقات القشرية الناتجة عن النشاط الزلزالي تولّد مركبات غنية بالطاقة مثل غاز وبيروكسيد الهيدروجين، مما يغذي أنظمة بيئية ميكروبية تعيش في أعماق الأرض حيث لا يصل ضوء الشمس وتتوقف المغذيات التقليدية عن الوجود.

كيف تساهم الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل في دعم الحياة الميكروبية في أعماق الأرض

الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل تلعب دورًا محوريًا في توفير الطاقة للكائنات الدقيقة التي تعيش بعيدًا عن السطح؛ إذ ينتج عن هذه الشقوق تفاعلات كيميائية تولّد مركبات غنية بالطاقة مثل غاز الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين؛ حيث توفر هذه المركبات عناصر أساسية تدعم التمثيل الغذائي للكائنات الدقيقة في بيئات تعاني من نقص في العناصر الغذائية المعتادة، كما أن تكسر الصخور بفعل الزلازل يُكسر جزيئات الماء ويولّد جذوراً حرة ذات نشاط كيميائي عالي، تشكل سلسلة متواصلة من التفاعلات الكيميائية التي تغذي هذه الأنظمة البيئية.

تجارب معملية لاكتشاف تأثير الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل على الطاقة الميكروبية

قام الفريق البحثي بمحاكاة الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل في المختبر باستخدام معدن الكوارتز، وتمكنوا من إعادة إنتاج نوعين رئيسيين من الكسور الصخرية؛ الأولى الكسور التمددية التي تُحدث تشققات وتكشف أسطحًا جديدة تلامس الماء، والثانية الكسور القصية والتي تتسبب في طحن الصخور بصورة مستمرة داخل الماء. أظهرت هذه التجارب أن تكسير الصخور يفضي إلى تفتيت جزيئات الماء لتكوين الجذور الحرة النشطة كيميائيًا، وهذه الجذور تُشكل مركبات معقدة تُحفز التفاعلات الكيميائية التي تدعم عملية التمثيل الغذائي لدى الكائنات الحية الدقيقة في أعماق الأرض.

عوامل طبيعية أخرى تعزز تأثير الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل على البيئة الميكروبية العميقة

بعيدًا عن الضوء والمواد الغذائية التقليدية، توفر الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل مصدر طاقة مستدامًا للكائنات الدقيقة عبر ما يلي:

• إطلاق مركبات غازية نشطة تتفاعل مع البيئة المحيطة وتغذي التمثيل الغذائي الميكروبي.
• توفير هذا النشاط الكيميائي المستمر نتيجة لطحن الصخور داخل الماء، ما يخلق بيئة غنية بالجذور الحرة.
• إحداث تغيرات في تركيب المياه تحت الأرض نتيجة التفاعل مع المعادن المكشوفة في الشقوق الجديدة.

تُعد هذه العوامل مجتمعة سببًا في نشوء نظم بيئية مستقلة تمامًا عن مصادر الطاقة السطحية، حيث تستفيد الكائنات من التفاعلات الكيميائية التي تنجم عن الكسور الصخرية المستحدثة بفعل النشاط الزلزالي.

إن فهم كيفية اعتماد الكائنات الحية الدقيقة على الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل يفتح آفاقًا جديدة للبحث في الأنظمة البيئية العميقة ويدعم إدراكنا للديناميكية الفريدة للحياة التي تستمر في غياب الضوء والمغذيات المعهودة، حيث تشكل هذه الظاهرة الطبيعية مصدر طاقة بديل للكائنات التي تتكيف مع ظروف قاسية للغاية.