الفضاء: ما الذي يدفع ناسا لاستكشاف أعماق محيطات الأرض؟

نور السبكي
أحبار العالم
نور السبكي14 يناير 2022آخر تحديث : منذ أسبوع واحد
الفضاء: ما الذي يدفع ناسا لاستكشاف أعماق محيطات الأرض؟

لندن – (بي بي سي):

هل يمكن أن يساعد فهمنا لأعماق المحيطات في حل ألغاز الفضاء الخارجي؟ تقودنا مهمة ناسا الفضائية إلى أعماق غير مستكشفة لكوكبنا.

تغطي المحيطات أكثر من 70 في المائة من سطح الأرض ، لكن أكثر من 80 في المائة منها لا يزال غير مستكشف. في الواقع ، غالبًا ما يُقال إننا نعرف المزيد عن سطح المريخ والقمر أكثر مما نعرفه عن قاع المحيط على كوكبنا!

لكن وكالة ناسا في مهمة لتغيير ذلك ، حيث تستكشف وكالة الفضاء الأمريكية أعماق المحيطات للبحث عن أدلة لما قد تبدو عليه المحيطات على الكواكب الأخرى ، مما يدفع بحدود العلم والتكنولوجيا في واحدة من أقسى البيئات على كوكبنا. كوكب. إنها مهمة مليئة بالمخاطر والعجائب ، وخطر الانهيار الداخلي الذي لا ينبغي الاستهانة به على الإطلاق بسبب الضغط الهائل في هذه الأعماق السحيقة.

هناك أمل في أن تساعد الاكتشافات تحت الماء في حل بعض ألغاز الفضاء الخارجي ، مع اختبار بعض المعدات والتجارب اللازمة للبعثات في أماكن أخرى من النظام الشمسي.

تشبه أعماق محيطات الأرض بشكل مدهش بعض الظروف التي تتوقع ناسا أن تجدها في عوالم أخرى في نظامنا الشمسي. كما يمكن للمحيطات أن تقدم أدلة حول المكان الذي يجب أن يبحث فيه العلماء عن الحياة على الكواكب الأخرى.

يُعرف أعمق جزء من محيطات الأرض باسم “منطقة الحدال” ، والتي سُميت على اسم هاديس ، الإله اليوناني للعالم السفلي ، وهي مكان ممنوع يستحق هذا الاسم حقًا.

تتكون “منطقة الحدال” من خنادق وأحواض عميقة ، وتمتد لمسافة 11 كيلومترًا (6.8 ميل) تحت سطح محيطات العالم. وبشكل تراكمي ، فإنها تمثل مساحة من قاع البحر بحجم أستراليا. ومع ذلك ، لم يتمكن سوى عدد قليل من المركبات من النجاة من الغرق في هذه الهاوية المظلمة.

هنا ، يحاول علماء ناسا ، بالشراكة مع معهد وودز هول لعلوم المحيطات في ماساتشوستس ، استكشاف حدود الحياة على الأرض. حتى اللغة التي يستخدمها العلماء في رحلاتهم الاستكشافية إلى هذه المنطقة تشترك في الكثير من المصطلحات المستخدمة في عملية استكشاف الفضاء – فقد أرسل علماء الأحياء البحرية في السنوات الأخيرة العديد من “مركبات الهبوط” المجهزة بأجهزة استشعار وكاميرات للهبوط على أرضية Hadal واتخاذ بعض قياسات.

لكن المهندسين من مختبر الدفع النفاث التابع لوكالة ناسا في جنوب كاليفورنيا يبنون مركبة جديدة مستقلة تحت الماء تسمى “Orpheus” على اسم البطل اليوناني القديم الذي سافر إلى العالم السفلي وعاد ، لرسم خريطة للأعماق التي يصعب الوصول إليها.

باستخدام تقنية الملاحة المرئية المشابهة لمركبة Perseverance Mars ، تستخدم Orpheus كاميرات حساسة للغاية لتحديد التكوينات الصخرية والأصداف والكائنات الأخرى في قاع المحيط لإنشاء خرائط منقطة ثلاثية الأبعاد لبعض الميزات التي يمكن تمييزها بوضوح (أو ربما قاع البحر).

يتيح ذلك للروبوت أن يجد طريقه ويتعلم أين كان بالفعل ، ولكن يجب أن يساعده أيضًا في إلقاء ضوء جديد على التنوع البيولوجي لهذه البيئة القاسية. يقول تيم شانك ، عالم الأحياء في أعماق البحار الذي يقود برنامج استكشاف منطقة هادال التابع لمنظمة الصحة العالمية: “إذا نجح Orpheus ، فلا يوجد مكان في المحيطات لا يمكنك الذهاب إليه”.

ولم تكن هذه هي المرة الأولى التي يحاول فيها شانك الوصول إلى الأعماق المظلمة لمنطقة الحدال. في عام 2014 ، تم إرسال سلف Orpheus ، المسمى Nereus ، إلى خندق Kermadec ، الذي يقع شمال شرق نيوزيلندا. انفجرت المركبة تحت الماء على عمق 10 كيلومترات (6.2 ميل) ، ويرجع ذلك على الأرجح إلى الضغط الهائل.

يقول شانك: “بعد 12 ساعة ، رأيناهم يخرجون على أجزاء” ، مضيفًا أن فقدان نيريوس جعلهم يعيدون التفكير في كيفية استكشافهم لأعماق البحار.

تم تصميم Orpheus ، الذي يبلغ حجمه تقريبًا دراجة رباعية ويزن حوالي 550 رطلاً (250 كجم) ، ليكون أخف وزنًا وأصغر وأرخص بكثير من المركبات السابقة تحت الماء. وهذا من شأنه أيضًا أن يجعلها أكثر مرونة ، مما يسمح لها بالوصول إلى الخنادق وفتحات التهوية غير المستكشفة سابقًا في قاع البحر.

لفترة طويلة ، اعتقد علماء الأحياء البحرية أن الحياة في منطقة الحدال مستحيلة ، ولكن عندما بدأت الغواصات في أعماق البحار تغامر بدخول المنطقة في النصف الأول من القرن العشرين ، أصبح من الواضح أن بعض الكائنات البحرية يمكن أن تعيش هناك.

ولكن كان لا يزال يعتقد أن جميع الكائنات الحية تعيش من خلال سلسلة غذائية تغذيها في النهاية عملية التمثيل الضوئي. تقوم النباتات والطحالب وبعض البكتيريا البحرية الموجودة في المياه السطحية بتحويل طاقة الشمس إلى سكريات تخزنها في مادتها العضوية ، والتي تأكلها الحيوانات العاشبة بدورها.

كان العلماء مقتنعين بأن الكائنات الحية في قاع المحيط هربت من المواد العضوية الميتة – جثث الحيوانات ، والفضلات والسقوط المستمر للحطام العضوي الآخر أو “الثلج البحري” المنجرف من فوق. ولكن كان يُعتقد أنه لم يكن هناك ما يكفي من الطعام لإبقاء أي شيء في طريق الكائنات البحرية ، وكان يُعتقد أن أعمق المناطق ستظل مظلمة وباردة للغاية مدى الحياة.

لكن هذا التصور لأعماق المحيطات تغير في عام 1977 ، عندما أسقط فريق بحث أمريكي مركبة تعمل عن بعد على عمق 8000 قدم (2440 مترًا) في المحيط الهادئ. كانت المركبة الفضائية تسعى لالتقاط صور للفتحات الحرارية المائية ، حيث تتسرب الحرارة من النشاط البركاني من قاع المحيط.

اكتشف العلماء أنظمة بيئية نابضة بالحياة حول هذه الفتحات ، تعج بالمخلوقات البحرية ، مثل القواقع الشفافة ومزدوجات الأرجل ، والقشريات الصغيرة التي تشبه البراغيث ، والتي لم يسبق رؤيتها من قبل.

يقول شانك: “مع هذا الاكتشاف ، وجدنا طريقة جديدة تمامًا للعيش على الأرض”. “هذه حيوانات لا تحتاج إلى ضوء الشمس المباشر ، فهي تعيش على مواد كيميائية من قاع البحر.”

تحير العلماء: كيف يمكن لهذه الأنواع في منطقة الحدال أن تتحمل مثل هذا الضغط الهائل؟

يقول شانك: “الضغط يصل إلى 15000 رطل لكل بوصة مربعة”. “إنها شديدة لدرجة أنها تضغط على الخلايا الفردية للحيوان وتنفجر.”

منذ رؤيتها لأول مرة في عام 1977 ، اكتشف العلماء أن الكائنات الحية التي تعيش في مثل هذه الأعماق قد تكيفت على المستوى الخلوي للبقاء على قيد الحياة هناك ، كما يقول شانك.

تحتوي الكائنات الحية في منطقة hadal ، مثل القشريات العملاقة ذات قدمين وسمك الحلزون ، على إنزيمات تسمى pizolites (من الكلمة اليونانية pisin تعني الضغط) ، وهي إنزيمات تمنع أغشية الخلايا والبروتينات من الانهيار تحت ضغط مرتفع للغاية.

تقاوم إنزيمات بيزولايت الإجهاد عن طريق زيادة المساحة التي تشغلها البروتينات داخل خلايا الكائن الحي لمقاومة وزن الماء المحيط. يقول شانك: “الأمر يشبه وضع الأوتاد في خيمة”.

كانت ألفين أول مركبة يتم تشغيلها عن بعد لاستكشاف الأحداث المائية الحرارية عندما غرقت في قاع البحر العميق في عام 1977.

إن اكتشاف أن الكائنات الحية لا تستطيع البقاء على قيد الحياة فحسب ، بل تزدهر في مثل هذه البيئة القاسية ، يثير أسئلة مهمة لعلماء الأحياء الذين يبحثون عن عوالم كوكبنا – ربما توجد أيضًا في عوالم المحيطات الأخرى.

تحت السطح الجليدي لقمر كوكب المشتري يوروبا ، يوجد محيط من المياه المالحة يعتقد أن عمقها يتراوح بين 40 و 100 ميل (60 إلى 150 كيلومترًا) وتحتوي على ضعف كمية المياه التي تحتويها جميع محيطات الأرض مجتمعة. كما أن أشعة الشمس لا تخترق تحت الغطاء الجليدي السميك للقمر ، “أوروبا” ، حيث تتقاطع الشقوق والتصدعات. تحت القشرة الجليدية ، يكون الضغط مشابهًا للضغط في منطقة الحدال.

يقول شانك: “لدينا يوروبا هنا على الأرض”. “لم أفهم كيف يمكننا القيام بالاستكشاف على يوروبا ، حتى فعلنا ذلك على الأرض.”

يمكن للروبوت القادر على استكشاف منطقة هادال على الأرض أن يفعل الشيء نفسه على قمر متجمد يبعد 628.3 مليون كيلومتر (390.4 مليون ميل).

يقول راسل سميث ، المهندس في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والذي كان جزءًا من الفريق الذي بنى Orpheus: “إن قاع المحيط هو اختبار رائع بالنسبة لنا لتطوير التكنولوجيا التي نحتاجها لمهمة ناجحة في أحد عوالم المحيطات هذه”.

رابط مختصر

اترك تعليق

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *


شروط التعليق :

عدم الإساءة للكاتب أو للأشخاص أو للمقدسات أو مهاجمة الأديان أو الذات الالهية. والابتعاد عن التحريض الطائفي والعنصري والشتائم.