ابعاد گسترده حیات در زیر زمین تخمین زده شد

پرسش:دانشمندان بعضی از مشخصه های لایه "بیوسفر" زمین که در زیر سطح قرار دارد و عمدتا متشکل از ارگانیسم های زنده است را تخمین زده اند. این بخشی از یک مطالعه طولانی برای درک چرخه کربن در زمین است و شناخت مهمی از تاثیر حیات بر این چرخه به دست می دهد.

برای دیدن ساکنان این لایه زیرین موسوم به بیوسفر نیازمند میکروسکوپ خواهیم بود.

این لایه عمدتا از میکروب ها، مثل باکتری ها و خویشاوندان تکامی آنها، آرکیا، تشکیل شده که حاوی مقدار عظیمی کربن هستند: حدود ۱۵ تا ۲۳ میلیارد تن از آن. این صدها برابر کربنی است که در بدن بیش از ۷ میلیارد انسان پیدا می شود.

کارن لوید از دانشگاه تنسی در ناکسویل آمریکا گفت: "چیزی حدود ۷۰ درصد کل شمار میکروب های زمین زیر پای ما قرار دارند."

"این برداشت ما از محل تمرکز حیات در زمین را عوض می کند: یعنی باید از سطح زمین که حاوی چیزهایی مثل درختان و نهنگ ها و دلفین هاست، به زیر زمین برویم جایی که بیشتر آثار حیات قرار دارد."

پروفسور لوید بخشی از پروژه "رصدخانه کربن اعماق" (دی سی او) است که برای نزدیک به یک دهه تلاش کرده درک کند این عنصر اساسی (کربن) چگونه در سیستم زمین بازیافت می شود.

این گروه تازه ترین کشفیات خود را در جریان نشست سالانه انجمن علوم ژئوفیزیک آمریکا در شهر واشنگتن دی سی ارائه کرد.

 

حق نشر عکس MARUM Image caption دانشمندان حتی زیر بستر اقیانوس را هم مطالعه کردند

ابعاد حیات چطور اندازه گیری شد

ارقام درشتی که این گروه ارائه می کند فقط یک تخمین نسبی است.

اینها محصول مطالعات متعددی است که با حفاری تا چند کیلومتری در پوسته زمین به دست آمده است، چه در قاره ها و چه در بستر دریا.

دانشمندان به طور منظم با بیرون کشیدن سنگ و سایر نمونه رسوبات، شمار سلول های زنده در یک حجم مشخص را اندازه می گیرند.

تیم های "دی سی او" این فهرست ها را برداشته و از مدل هایی برای ساختن یک تصویر کلی تر از مجموع "زیست توده" زمین استفاده کردند.

 

حق نشر عکس G.Wanger/G.Southam Image caption ممکن است این ارگانیسم ها کوچک باشند اما حجم عظیمی از کربن زمین را در خود جای داده اند

اهمیت کربن چیست؟

"دی سی او" می گوید که لایه عمیق بیوسفر حدود ۲ تا ۲.۳ میلیارد کیلومتر مکعب است. این تقریبا دو برابر حجم اقیانوس های زمین است.

باکتری ها و آرکیا (میکروب هایی که دور هسته غشایی ندارند) در این قلمرو حاکم هستند. اما همچنین حاوی یوکاریوت (میکروب ها یا ارگانیسم های چندسلولی با سلول های حاوی یک هسته و همچنین اندامک های پوشیده از غشا) هم هست، مثل کرم های ریز نماتود که در شکاف صخره ها ته معدن های عمیق پیدا شده.

میکروب های اعماق اغلب متفاوت از گونه های ظاهرا مرتبط در سطح زمین هستند، و چون دور از نور خورشید زندگی می کنند باید به جای "فتوسنتز" از "شیمی سنتز" استفاده کنند. مواد معدنی موجود در سنگ، منبع مهم غذا برای آنهاست.

به گفته باب هیزن مدیر اجرایی "دی سی او" نقشی که این ارگانیسم ها در جابجایی کربن در اطراف زمین بازی می کنند عمیق است.

او می گوید: "نمی توان نقش کربن در زمین را فهمید، مگر آنکه تنوع و نفوذ حیات را درک کنیم. سلول ها کربن را جذب می کنند و بیرون می دهند. آنها برای دگرگون کردن محیط خود کارهای حیرت انگیزی می کنند."

"هرچند مجموع کل کربن در سایر منابع خیلی خیلی بیش از موجودات زنده است، حیات تاثیر بیش از حد بزرگی بر چرخه کربن زمین دارد."

 

حق نشر عکس NASA/JPL-CALTECH/SSI Image caption دانشمندان می گویند این نتایج احتمال وجود حیات در زیر سطح سیارات و اقمار آنها را افزایش می دهد

پیامدهای مطالعه

یک جنبه دیگر این تحقیقات اطلاعاتی است که درباره حد و حدود مطلق حیات در زمین از نظر دما، فشار و موجود بودن انرژی ارائه می کند.

دکتر لوید گفت: "سقف شناخته شده برای موجودات زنده ۱۲۲ درجه سانتیگراد است، که همان دمای استرلیزه کردن در آزمایشگاه است."

البته او می گوید احتمال یافتن آثار حیات در دمای بالاتر هرچه به عمق بیشتری می رویم مردود نیست.

به گفته ریک کول‌ول از دانشگاه اورگان این دارای پیامدهای روشن برای امکان وجود حیات در سایر نقاط منظومه شمسی است:

"فکر می کنم احتمالا معقول است اگر فرض کنیم که لایه های زیر سطح سایر سیارات و اقمار آنها قابل سکونت است، به خصوص از این جهت که در زمین شاهد رشد و نمو ارگانیسم هایی دور از نور خورشید با تکیه مستقیم بر انرژی موجود در صخره های اعماق زمین هستیم"

 

###