توجد كميات هائلة من غاز الميثان المحاصر تحت بطانيات من الجليد في القارة القطبية الجنوبية ، وهو أحد غازات الدفيئة القوية. لطالما خشي العلماء من أن يؤدي تغير المناخ إلى إذابة هذه الصفائح الجليدية وإطلاق الغازات التي تغير المناخ. لكن دراسة جديدة تشير إلى أن التهديد قد لا يكون بالسوء الذي يبدو عليه. وذلك بفضل بعض المساعدين المجهرية:البكتيريا.
يقول المؤلف المشارك في الدراسة جون بريسكو:"في الطبيعة ، يعتبر سم حشرة ما هو طعام حشرة أخرى". إنه عالم بيئة قطبية في جامعة ولاية مونتانا في بوزمان. إنه متخصص في الميكروبات في الجليد. لقد اكتشف هو وفريقه الآن البكتيريا التي تأكل الميثان في أعماق الجليد هناك ، في قاع العالم. ويشتبه في أنهم جائعون بما يكفي لالتهام كل ذلك قبل أن يتمكن من الهروب في الهواء.
الشرح:الصفائح الجليدية والأنهار الجليدية
منذ ملايين السنين ، كانت مستويات سطح البحر أعلى. ترك هذا محيطًا يغطي القارة القطبية الجنوبية. عندما انخفضت مستويات سطح البحر وانحسر المحيط ، ترك وراءه طبقة من الحطام من الحياة النباتية والحيوانية. مع انخفاض درجات الحرارة العالمية ، تشكلت طبقة سميكة من الجليد تدريجيًا. مرت السنوات. في النهاية ، تكسر البكتيريا الموجودة تحت الجليد المواد العضوية. وقاموا بإخراج غاز الميثان.
هذا ما اعتقده العلماء ، على أي حال. "لم يقم أحد بقياسها. يوضح بريسكو أنه من الصعب جدًا الوصول إلى قاع الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي. لذلك شرعت مجموعته في القيام بذلك.
قبل أربع سنوات ، حفروا أكثر من 800 متر (حوالي نصف ميل) عبر الجليد. ثم أخذوا عينات من الماء والرواسب من البحيرة الموجودة بالأسفل. تُعرف بحيرة ويلانز هذه ببحيرة تحت جليدية ، أو جسم مائي يقع أسفل طبقة جليدية قديمة. هذا ما اعتقده العلماء ، على أي حال. "لم يقم أحد بقياسها. يشير بريسكو إلى أنه من الصعب للغاية الوصول إلى قاع الغطاء الجليدي في القطب الجنوبي.
تؤكد تحليلات عينات البحيرة هذه ولأول مرة ما كان العلماء يشتبه فيه منذ فترة طويلة. يقول بريسكو:"نعم ، يوجد غاز الميثان". وأكد التركيب الكيميائي للميثان أنه جاء من البكتيريا التي تأكل مواد عضوية قديمة.
الشرح:الاحتباس الحراري وتأثيرات الاحتباس الحراري
لكن العلماء وجدوا أيضًا شيئًا لم يتوقعوه. يقول بريسكو:"هناك مجموعة أخرى من الكائنات الحية ، وهي تأكل الميثان". هذه البكتيريا تهضم الميثان وتطلق ثاني أكسيد الكربون. نعم ، يعتبر ثاني أكسيد الكربون أيضًا من غازات الدفيئة. لكنه أضعف بكثير (الميثان أقوى بحوالي 30 مرة من ثاني أكسيد الكربون) - ويمكن للنباتات امتصاص ثاني أكسيد الكربون.
نشر الفريق نتائجه على الإنترنت في 31 يوليو (تموز) Nature Geoscience .
مفاعلات الميثان على الأرض وخارجها
يقول ديفيد كارل إن النتائج الجديدة مهمة. عالم ميكروبيولوجي يعمل في جامعة هاواي في مانوا. يقول كارل إن البيانات الجديدة تقدم أول دليل مباشر على وجود حياة في هذه البحيرات تحت الجليدية.
أظهر العلماء أن الميثان يتشكل في الرواسب في قاع البحيرة. يقول كارل:"لكن ، فويلا ، عندما يذهبون ويبحثون عن [الميثان في الماء] لا يكون هناك". استخدم الفريق علم الوراثة والنمذجة والكيمياء الجيولوجية وغيرها من العلوم لإثبات أن الميثان يختفي لأن الميكروبات تأكله. يبدو أن أكلة الميثان تلغي تمامًا إنتاج الميثان - على الأقل في هذه البحيرة.
هذه البيانات هي أخبار جيدة لعلماء المناخ. يخشى البعض من أن غاز الميثان المنبعث من ذوبان الجليد قد يجعل تغير المناخ أسوأ بكثير. لكن هذا يشير إلى أن البكتيريا يمكن أن تأكل الميثان قبل أن يدخل الهواء. توجد مواقع شبيهة ببحيرة ويلانز عبر القارة القطبية الجنوبية. لذلك يعتقد بريسكو أنه من المحتمل أن تكون هذه الحشرات الآكلة للميثان منتشرة على نطاق واسع.
يمكن أن تكون النتائج الجديدة أيضًا ذات أهمية كبيرة للعلماء الذين يبحثون عن الحياة على الكواكب الأخرى. تشبه الظروف في أنتاركتيكا تلك الموجودة في العوالم الجليدية في نظامنا الشمسي ، مثل كوكب المشتري ، قمر أوروبا. إن دراسة كيفية نمو الميكروبات في الموائل المتطرفة مثل البحيرات تحت الجليدية تعطي العلماء فكرة عما قد تبدو عليه الحياة على هذه الكواكب الأخرى. إنها أيضًا فرصة لتطوير أدوات يمكن أن تكون مفيدة في مهمات الفضاء المستقبلية.
للتغلب على الجليد الذي يغطي بحيرة ويلانز ، كان على العلماء ابتكار مثقاب جديد للمياه الساخنة. يقول بريسكو:"فكر في خرطوم حديقة عملاق بفوهة طولها 12 قدمًا في نهايتها تنفجر من الماء شبه المغلي".
استخدم العلماء مياه الأنهار الجليدية الذائبة للتنقيب في الجليد. لكنهم قاموا أولاً بتعقيم الماء. لقد احتاجوا إلى التأكد من عدم وجود جراثيم سطحية يمكن أن تصيب عيناتهم أو النظام البيئي الدقيق تحت الجليد.
الشرح:أنتاركتيكا ، أرض البحيرات
استغرق الأمر 12 جرارًا لسحب أكثر من 450.000 كيلوجرام (مليون رطل) من العتاد على الزلاجات 1000 كيلومتر (600 ميل) إلى موقع البحث. خيم 52 عالما ومهندسا وأعضاء الطاقم الآخرين في خيام على النهر الجليدي لمدة أسبوعين. عملوا على مدار الساعة للتنقيب في الجليد وجمع العينات. لكن بريسكو يقول إن الأمر يستحق ذلك.
يقول:"إننا نعرف عن سطح القمر أكثر مما نعرفه عن القارة القطبية الجنوبية". "في كل مرة أذهب إلى هناك ، تغمرني الأسئلة".
