اكتشف الباحثون الذين يدرسون أعماق يلوستون أن الزلازل الصغيرة يمكن أن تعيد شحن الحياة الميكروبية تحت الأرض.

وكشفت الزلازل عن صخور وسوائل جديدة، مما أدى إلى ظهور دفقات من الطاقة الكيميائية التي يمكن للميكروبات استخدامها. وتحولت كيمياء المياه والمجتمعات الميكروبية بشكل كبير استجابة لذلك. قد تساعد هذه الديناميكية في تفسير كيفية بقاء الحياة في البيئات العميقة المظلمة.

جزء كبير من الحياة على الأرض يعيش تحت الأرض

يوجد ما يصل إلى 30% من إجمالي الكتلة الحيوية للأرض تحت السطح، ويعتمد هذا العالم الخفي على مصادر ثابتة للطاقة الكيميائية. ولطالما اشتبه العلماء في أن النشاط الزلزالي قد يساعد في تجديد تلك الطاقة، مما يمنح النظم البيئية العميقة دفعة عندما تتحرك الأرض.

كيف أزعجت زلازل يلوستون الحياة تحت السطح

قام إريك بويد وزملاؤه بفحص كيف أثرت مجموعة من الزلازل الصغيرة في عام 2021 على المجتمعات الميكروبية المدفونة داخل حقل بركان هضبة يلوستون. وتعتمد هذه الكائنات على التفاعلات الكيميائية التي تحدث عندما يتفاعل الماء مع الصخور المحيطة بها، وهي عملية توفر الطاقة اللازمة لدعم الحياة في البيئات المظلمة والمعزولة.

عندما تحدث الزلازل، يمكن أن تتغير عدة أشياء في وقت واحد. قد تتكسر طبقات الصخور وتكشف الأسطح المعدنية الطازجة. يمكن دفع السوائل التي كانت محاصرة سابقًا للخارج. يمكن إعادة توجيه المياه إلى قنوات جديدة. يمكن لهذه التغييرات مجتمعة أن تؤدي إلى تفاعلات كيميائية جديدة وتغيير “القائمة” الكيميائية التي تعتمد عليها الميكروبات الموجودة تحت السطح.

أخذ عينات من بئر عميق بحثًا عن علامات التغيير

ولرصد هذه التغييرات، جمع الباحثون عينات مياه من بئر بعمق 100 متر تقريبًا على الحافة الغربية لبحيرة يلوستون. وأخذوا عينات من الموقع خمس مرات طوال عام 2021. وكشفت البيانات عن زيادة مستويات الهيدروجين والكبريتيد والكربون العضوي المذاب بعد سرب الزلزال، مما يشير إلى أن الزلازل زودت النظام بطاقة كيميائية جديدة.

ورافقت هذه التحولات الكيميائية ارتفاع في خلايا العوالق، مما يشير إلى أن النشاط الميكروبي أو وفرة زيادة جنبا إلى جنب مع التغيرات في كيمياء المياه. أظهر هذا النمط أن الزلازل كان لها تأثير ملموس على الظروف الكيميائية والمجتمعات البيولوجية التي تعيش في طبقة المياه الجوفية.

تستجيب المجتمعات الميكروبية ديناميكيًا للطاقة الزلزالية

ولاحظ الفريق أيضًا تغيرات ملحوظة في أنواع الميكروبات الموجودة بمرور الوقت. ويتناقض هذا السلوك مع التجمعات الميكروبية المستقرة نسبيًا والتي توجد عادةً في طبقات المياه الجوفية داخل الصخور القارية، حيث تميل الظروف إلى البقاء ثابتة لفترات طويلة.

ووفقا للمؤلفين، فإن الطاقة الحركية المنبعثة أثناء الزلازل يمكن أن تغير التركيب الكيميائي لمياه المياه الجوفية والكائنات الحية التي تدعمها. تشير هذه النتائج إلى أن الطاقة الزلزالية تلعب دورًا أكثر نشاطًا في تشكيل النظم البيئية تحت الأرض مما كان معروفًا سابقًا.

آلية محتملة للحياة في عوالم صخرية أخرى

قد تحدث العمليات التي تمت ملاحظتها في بئر يلوستون في العديد من البيئات الجوفية التي تشهد نشاطًا زلزاليًا منتظمًا. إذا كانت الزلازل تعمل بشكل روتيني على تجديد الطاقة الكيميائية في أعماق الأرض، فقد تساعد في الحفاظ على النظم البيئية المخفية عبر الأرض.

ويشير الباحثون أيضًا إلى أن آليات مماثلة قد تعمل على الكواكب الصخرية الأخرى التي تحتوي على الماء. إذا كان الاهتزاز الزلزالي يمكن أن ينعش الكيمياء تحت السطح في مكان آخر، فقد يزيد من احتمالية السكن الميكروبي في عوالم مثل المريخ.

المرجع: “التحولات الزلزالية في التركيب الجيوكيميائي والميكروبي لطبقة المياه الجوفية في يلوستون” بقلم إريك إس بويد، ودانيال آر كولمان، وآنا مينتشاكا، وراشيل إل سبيتز، وآنا شوميكر، وكارول فين، وديفيد مينسين، وإيفا أندرادي باراهونا، وأليسيا كوكس، وتوماس كيفت، وسوزان بيليك، وجيفرسون هانجرفورد، وتوليس سي أونستوت، 25 نوفمبر 2025، رابطة PNAS.
دوى: 10.1093/pnasnexus/pgaf344

لا تفوت أي اختراق: انضم إلى النشرة الإخبارية SciTechDaily.
تابعونا على جوجل و أخبار جوجل.