ترجمة مقصدية: م.عبدالله الرخيّص
الرياض ۲۲ ربيع أول ١٤٤٥ الموافق ٢٥ سبتمبر ٢٠٢٤ م
تم اكتشاف الأكسجين الداكن في الرواسب المعدنية في أعماق البحر وأظهرت النتائج المبهرة و المحيرة في الوقت ذاته أن الرواسب المعدنية الشبيهة بالصخور في أعماق البحار يمكن أن تنتج الأكسجين بصور متعددة يعمل العلماء بدأب و اجتهاد على تطوير تقنيات تستخدم أدوات فعالة تستثمر ما أودعه الخالق في هذه الأعماق التي التقت في ثناياها حقول المغناطيس و صور الطاقة الخلاقة و التمازج المذهل للغاز والماء و المخلوقات البحرية التي لا زالت في صورتها الأولى منذ ملايين السنين. تشكل المعادن المودعة في أعماق البحار على مدى ملايين السنين عقيدات بالغة الدقة التصميمية و التعقيد، وهي عقيدات يمكن أن تولد الأكسجين وتخزنه قاع البحر المظلم لمنطقة كلاريون كليبرتون في المحيط الهادئ مليئ بما يشبه قطع الفحم الداكنة ذات الكثافة العالية، وتحتوي هذه الرواسب المعدنية المتراصة التي تسمى العقيدات المتعددة العناصر على معادن مثل المنغنيز والكوبالت المستخدمة لإنتاج البطاريات، مما يجعلها أهدافا لشركات التعدين في أعماق البحار.
اكتشف الباحثون الآن أن تلك العقيدات القيمة تفعل شيئاً رائعاً: فهي تنتج الأكسجين وتفعل ذلك بدون أشعة الشمس. تقول ليزا ليفين، الأستاذة الفخرية في علم المحيطات البيولوجي في معهد سكريبس العلوم المحيطات التي لم تشارك في البحث الحالي: ""هذه نتيجة جديدة وغير متوقعة تماما"". وفقاً لعالم الأحياء الدقيقة بجامعة بوسطن جيفري مارلو، فإن فكرة أن بعض غازات الأكسجين على الأرض قد لا تأتي من كائنات التمثيل الضوئي ولكن من المعادن الجامدة في الظلام الدامس في قيعان البحار و المحيطات تتعارض بقوة مع ما نعتقده تقليدياً على أنه مكان صنع الأكسجين وكيف يتم صنعه"". مارلو هو مؤلف مشارك في الدراسة الجديدة، التي نشرت في مجلة الطبيعة ل بي Nature Geoscience.
تعود قصة الاكتشاف إلى عام 2013، عندما كان عالم البيئة في أعماق البحار أندرو سويتمان يواجه مشكلة محبطة. كان فريقه يحاول قياس كمية الأكسجين التي تستهلكها الكائنات الحية في قاع البحر. أرسل الباحثون مركبات الهبوط إلى أكثر من 13000 قدم وأنشأوا غرف مغلقة في قاع البحر لتتبع كيفية انخفاض مستويات الأكسجين في الماء بمرور الوقت. لكن مستويات الأكسجين لم تنخفض. بدلاً من ذلك ارتفعت بشكل كبير. أرسل سويتمان الأدوات مرة أخرى إلى الشركة المصنعة معتقداً أن أجهزة الاستشعار مكسورة. يقول سويتمان الذي يدرس علم البيئة في قاع البحر والكيمياء الحيوية في الجمعية الاسكتلندية للعلوم البحرية: ""حدث هذا أربع أو خمس مرات على مدار خمس سنوات. ""أخبرت طلابي حرفياً ""ألقوا أجهزة الاستشعار في سلة المهملات ظناً منهم انها لا تعمل"".
ثم عاد عام 2021 إلى اعماق البحار في المحيط الهادئ في رحلة مسحية برعاية احدى شركة التعدين المتخصصة باستكشاف المعادن في أعماق البحار. مرة أخرى، استخدم فريقه مركبات الهبوط لصنع غرف مغلقة في قاع البحر ومراقبة مستويات الأكسجين. استخدموا تقنية مختلفة لقياس الأكسجين هذه المرة ولكنهم لاحظوا نفس النتائج الغريبة فقد زادت مستويات الأكسجين بشكل كبير. يقول سويتمان ""فجأة، أدركت أنني كنت أتجاهل هذه العملية المهمة للغاية! "". اعتقد الباحثون في البداية أن الميكروبات في أعماق البحار تنتج الأكسجين. ربما بدت هذه الفكرة ذات مرة بعيدة المنال، ولكن العلماء اكتشفوا مؤخرا أن بعض الميكروبات يمكن أن تولد ""أكسجين داكن"" في غياب أشعة الشمس.
في الاختبارات المعملية التي أعادت إنتاج الظروف في قاع البحر، المميم سویتمان وزملاؤه مياه البحر بكلوريد لويات هذا الكم الذكر السبعت من الجمال ايمر من مسنية بولوجية فيجب أن يكون الله به من الزئبق لقتل الميكروبات. ومع ذلك لا تزال مستويات الأكسجين في ازدياد.
إذا لم يأت هذا الأكسجين الداكن المنبعث من أعماق البحر من عملية بيولوجية، فيجب أن يكون قد جاء من عملية جيولوجية، كما قال العلماء.
اختبروا بعض الفرضيات المحتملة - مثل أن النشاط الإشعاعي في العقيدات كان يتحلل ممكناً جزيئات مياه البحر الحاضنة للصخور السمراء لتصنع الأكسجين أو أن شيئاً ما كان يسحب الأكسجين من أكسيد المنغنيز للعقيدات - لكنهم استبعدوها في نهاية المطاف. ثم في يوم من الأيام في عام 2022 ، كان سويتمان يشاهد مقطع فيديو عن التعدين في أعماق البحار عندما سمع العقيدات المشار إليها باسم ""بطارية في صخرة"". كان هذا الجزء من التسويق مجرد استعارة، لكنه دفعه إلى التساؤل عما إذا كانت العقيدات يمكن أن تعمل بطريقة ما كبطاريات جغرافية طبيعية. إذا كانت مشحونة كهربائياً، فمن المحتمل أن تقسم مياه البحر إلى هيدروجين وأكسجين من خلال عملية تسمى التحليل الكهربائي لمياه البحر. (تنتج البطارية التي تسقط في الماء المالح تأثيراً مماثلاً).
يقول سويتمان: ""من المدهش حقا انه كان هناك ما يقرب من فولت من الشحنة الكهربائية على سطح هذه العقيدات""؛ للمقارنة، تحمل بطارية AA حوالي 1.5 فولت قد تصبح العقيدات التي تنتج الاوكسجين مشحونة أثناء نموها، حيث يتم إيداع معادن مختلفة بشكل غير منتظم على مدار ملايين السنين ويتطور تدرج الشحنة بين كل طبقة. التحليل الكهربائي لمياه البحر هو حالياً النظرية الرائدة للباحثين لإنتاج الأكسجين الداكن، ويخططون لاختباره بشكل أكبر.
ومع ذلك ليس من الواضح ما إذا كانت هذه العقيدات أو إلى( أي مدى) تنتج الأكسجين بشكل طبيعي في قاع البحر في معظم التجارب، توقف إنتاج الأكسجين بعد يومين، مما قد يشير إلى أن الهبوط تسبب في ذلك عن طريق تعطيل شيء ما لم يكن معروفاً حينذاك. ولكن من الممكن أيضا أن يتوقف رد الفعل في نهاية المطاف بسبب ""تأثير الزجاجة"" داخل الغرفة المغلقة، كما يقول مارلو. ""تتراكم المنتجات، وتختفي المواد المتفاعلة، ثم يتوقف نوع التفاعل. ولكن في نظام مفتوح ... يمكن أن تكون عملية أكثر اتساقا،"" يوضح.
يشك بو باركر يورغنسن، عالم الكيمياء الجيولوجية الحيوية البحرية في معهد ماكس بلانك لعلم الأحياء الدقيقة البحرية في بريمن، ألمانيا، في أن هذه العقيدات تنتج الأكسجين عندما تترك دون إزعاج في قاع البحر. (لم يشارك يورغنسن في البحث ولكنه كان أحد مراجعي الأقران في الورقة لعلوم الأرض الطبيعية). ومع ذلك يبدو أن العقيدات تنتج الأكسجين من خلال التحليل الكهربائي، كما يضيف، وهذا في حد ذاته ملاحظة مثيرة جدا للاهتمام لم تتم ملاحظتها من قبل، على حد علمي"".
لا يعرف الباحثون بعد ما إذا كان هذا الأكسجين سيكون مهما للحياة في قاع البحر العقيدات والرواسب المحيطة بها هي موطن للحياة في أعماق البحار، من الميكروبات الصغيرة إلى ""الحيوانات الضخمة"" الأكبر مثل الأسماك ونجوم البحر. يوجد نصف الحيوانات الضخمة للنظام البيئي فقط على العقيدات. يقول ليفين إن هذا ""نظام بيئي غير مفهوم بشكل جيد"". ""لم نكتشف حتى معظم الأنواع في أعماق البحار، ناهيك عن دراستها.""
ستستخرج مشاريع التعدين المقترحة في أعماق البحار العقيدات من مساحات قاع البحر. لا تزال السلطة الدولية لقاع البحار تقوم بصياغة قواعد ولوائح التعدين العقيدات وغيرها من أهداف أعماق البحار. دعت ما لا يقل عن 32 دولة عضوا في وكالة الفضاء الدولية إلى وقف التعدين في أعماق البحار مؤقتا أو حظره. هذه النتائج هي"" شيء آخر نحتاج الآن إلى أخذه في الاعتبار عندما يتعلق الأمر باتخاذ القرار ""هل نذهب ونستخرج المحيط العميق، أم لا؟"" يقول سويتمان: ""بالنسبة لي، يجب أن يستند هذا القرار إلى مشورة ومدخلات علمية سليمة"".
