اكتشف كائنات حية تعيش على طاقة الزلازل في أعماق الأرض

الكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أعماق الأرض تحصل على طاقتها من الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل دون الاعتماد على ضوء الشمس، إذ تكمن أهمية هذه الشقوق في توفير مركبات غنية بالطاقة، تساهم في دعم أنظمة بيئية ميكروبية تعتمد على تفاعلات كيميائية معقدة تحافظ على حياتها في بيئات منعزلة تمامًا عن سطح الأرض.

كيف تحصل الكائنات الحية الدقيقة على الطاقة من الشقوق الصخرية الناتجة عن الزلازل؟

أظهرت الأبحاث الصينية الحديثة أن الانشقاقات القشرية الناتجة عن النشاط الزلزالي تعمل كمصدر للطاقة للكائنات الحية الدقيقة التي تعيش في أعماق الأرض، حيث تغيب أشعة الشمس وتكون مصادر المغذيات التقليدية غير متوفرة؛ تنتج هذه الشقوق مركبات كيميائية نشطة مثل غاز الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين التي تغذي الأنظمة البيئية الميكروبية بفعالية عالية. تستغل هذه الكائنات الجزيئات الناتجة عن التصدعات لتلبية احتياجاتها الأيضية، ما يسمح لها بالبقاء على قيد الحياة في بيئات شديدة القسوة.

دور الكسور الصخرية التمددية والقصية في توفير الطاقة للكائنات الحية الدقيقة

قام الباحثون بمحاكاة الشقوق الصخرية التي تحدث بفعل الزلازل داخل المختبر باستخدام معدن الكوارتز، وقد نجحوا في إعادة إنتاج نوعين رئيسيين من الكسور الصخرية؛ النوع الأول هو الكسور التمددية التي تؤدي إلى تشقق الصخور وكشف أسطح جديدة تتفاعل مع الماء، والنوع الثاني الكسور القصية، حيث تتسبب الصدوع في طحن مستمر للصخور داخل المياه. يؤدي هذا التآكل إلى إطلاق جزيئات الماء وتفتيتها إلى جذور حرة عالية التفاعل، مما يهيئ ظروفًا كيميائية تدعم الطاقة الضرورية للكائنات الدقيقة التي تعيش في أعماق القشرة الأرضية.

التفاعلات الكيميائية الناتجة عن الشقوق الصخرية وأثرها على التمثيل الغذائي الميكروبي

توضح التجارب أن تحطيم الصخور في الشقوق الصخرية يسبب تفتيت جزيئات الماء إلى جذور حرة شديدة النشاط، وهذه الجذور تحفز تفاعلات أكسدة واختزال متقدمة تنتج مركبات تدعم تطور التمثيل الغذائي للكائنات الحية الدقيقة؛ تفاعلات الأكسدة والاختزال الناتجة تخلق سلسلة كيميائية معقدة توفر الطاقة اللازمة لاستمرار التفاعلات الأيضية في بيئات تخلو من الشمس والمغذيات التقليدية.

• إنتاج جزيئات طاقة نشطة مثل الهيدروجين وبيروكسيد الهيدروجين
• تفاعل الجذور الحرة في بيئة الماء المقطوع من سطح الأرض
• توفير دعم كيميائي مستدام لعمليات الأكسدة والاختزال الميكروبية

تشير هذه النتائج إلى وجود نظام بيئي دقيق يعتمد بشكل كامل على الطاقة الكيميائية الناتجة من الظواهر الجيولوجية مثل الزلازل، حيث تزدهر الكائنات الدقيقة في بيئة معتمة وغير قابلة للدعم البيئي العادي؛ يعتمد هذا النظام على التفاعلات الفريدة التي تقوم على اقتصادات طاقة غير تقليدية مستمدة من تكسير الصخور وتفاعلات الجذور الحرة المعقدة.