کشف موجودات زنده در دریاچه گمشده قطب جنوب

کشف موجودات زنده در جنوبگان باعث شد دانشمندان قطبی در روند پژوهش‌های خود تجدید‌نظر کنند . پژوهشگران حاضر در سرزمین جنوبی، بقایایی ریز از موجوداتی عجیب را در دریاچه گمشده‌ قطب‌ جنوب کشف کرده‌اند. دریاچه مرسر (Mercer) که دریاچه زیریخی و عمیق در زیر لایه یخ‌های جنوب است و هزاران سال از دسترس انسان دور‌ بوده‌، توسط دانشمندان قطب‌جنوب کاوش شد. این درحالی بود که کشف خود دریاچه مرسر نیز توسط دانشمندان به‌طور اتفاقی در سال ۲۰۰۷ رخ داد، آن هم زمانی‌که درحال بررسی صفحات یخی جنوبگان با کمک تصاویر ماهواره‌ای بودند. سرانجام در ۲۶ دسامبر ۲۰۱۸ انسان توانست به این دریاچه دسترسی پیدا کند.

پژوهشگران برای دسترسی به عمق ۱۰ تا ۱۵ متری دریاچه مرسر یک سوراخ کوچک با عمق بیش از یک کیلومتری در یخ ایجاد کردند و نام پروژه‌ی پژوهشی خود را دسترسی علمی به دریاچه زیریخی جنوبگان گذاشتند. پژوهشگران برای رسیدن به اهداف پروژه از مته‌های خاص استوانه‌ای که آب گرم را اسپری می‌کند، ‌استفاده کردند. زمانی‌که سوراخ موردنظر در یخ ایجاد شد با استفاده از ابزاری مغز‌گیر که می‌تواند بخشی از قسمت درونی از مواد را به‌عنوان نمونه بیرون آورد به نمونه‌برداری از عمق دریاچه پرداختند.
دانشمندان برآورد کرده بودند که با بیرون آوردن این نمونه‌ها به سطح زمین با اشکالی از زندگی میکروبی رو‌به‌رو خواهندشد ولی آنچه در نمونه‌ نصیبشان شد، غافلگیرشان کرد. محتوی نمونه‌ها شامل باقی‌مانده‌ی سخت‌پوستان کوچک بود که از بذرهای شقایق نیز کوچک‌تر بودند. همراه آن‌ها اندام یک خرس آبی که به‌عنوان یک هشت پا بی‌مهره و تنبل شناخته می‌شود نیز در میان نمونه‌ها یافت شد. خرس آبی به گونه جانواران شدیددوست (Extremophile) تعلق دارد و در خشن‌ترین مناطق از محیط‌های خشک و تر که موجودات زنده دیگر در آن دوام نمی‌آورند، به زندگی ادامه دهد.

غافلگیری در میان لجن‌ها

کشف موجودات زنده در میان لجن ها باعث غافلگیری پژوهشگران شد . تیم دسترسی علمی به دریاچه زیریخی جنوبگان (SALSA) با موفقیت طولانی‌ترین مغزی‌کشی از یک دریاچه زیریخی با طول ۵.۵ پا را انجام داد. پژوهشگران موفق شدند علاوه‌بر پرکردن ۶ بطری از آب دریاچه، اولین تصاویر را نیز از دریاچه مرسر ضبط کنند. وقتی پژوهشگران با اندام سخت‌پوستان کوچک و مواد مغذی در نمونه‌ها رو‌به‌رو شدند، به‌قدری متعجب شدند که جان پریسکو پژوهشگر قطبی و مدیر گروه SALSA به این صرافت افتاد که یافته‌های آن‌ها اشتباه است. دریاچه مرسر دومین دریاچه زیریخی است که پژوهشگران به آن دسترسی پیدا کردند. آن‌ها در سال ۲۰۱۳ نیز توانستد با نفوذ به عمق ۸۰۰ متری دریاچه ویلانز عملیات نمونه‌برداری انجام دهند و البته هیچ نشانه‌ای از فرم‌های زندگی، پیشرفته‌تر از حیات میکروب‌ها، پیدا نکردند.

جان پریسو اعتقاد دارد، احتمال زیادی برای برخورد با زندگی میکروبی در زیر لایه‌ی یخ وجود دارد؛ چرا که این منطقه در حدود یک میلیون سال زیر اقیانوس بوده‌ است ولی هیچ دلیل یا توضیحی برای کشف این نمونه‌ها در دست نیست. از آن سو کشفیات دیگر نشان می‌داد که این سخت‌پوستان و خرس‌های آبی که در این قاره زندگی می‌کردند به‌نحوی از کوه‌های نزدیک، جایی که چنین موجوداتی قبلا نیز در آن کشف شده بودند، به دریاچه منتقل شده‌اند. طبیعت به دانشمندان نشان داده بود که با وجود جریان‌های آبی یا حتی وجود رودخانه‌ی یخ، وقوع چنین اتفاقی امکان‌پذیر است. احتمال طبیعی این بود که مغزی‌های استخراج‌شده، آلوده شده باشند؛ بنابراین جان پریسکو متقاعد شد که دستور تجدید آزمایش را بدهد و این بار قبل از آزمایش تمام تجهیزات و لوازم نمونه‌گیری از دریاچه زیر یخی کاملا تمیز و استریل شدند.

چگونگی اکتشاف در دریاچه زیر یخی

کشف موجودات زنده در دریاچه های زیر یخی باچه تمهیداتی باید انجام شود . جنوبگان زیر یخی همانند یک شبکه تاسیسات آبی زیرزمینی است. جریان‌ها و رودخانه‌ها با صدها کانال آبی به یکدیگر متصل هستند و این شبکه بارها در طول تاریخ قطب جنوب مسیر خود را تغییر داده‌است. بررسی و پژوهش در مورد تغییرات قاره یخی و واکنش‌های آن به تغییرات آب‌ وهوایی ، به دانشمندان و پژوهشگران کمک می‌کند تا تاریخ زمین را بهتر درک کنند.

راس ویرجینیا، مدیر مؤسسه مطالعات قطب‌شمال در کالج دانمارک اعتقاد دارد، جنوبگان کمتر در معرض تحمل انسان و عواقب حضور او بوده و به همین دلیل یک آزمایشگاه شگفت‌انگیز برای درک زندگی و تنوع زیستی و حتی تشخیص دوره‌های یخبندان در تاریخ زمین است. پروفسور ویرجینیا نزدیک به ۳۰ سال در دره‌های خشک قطب جنوب فعالیت کرده و با پرسیکو و دیگر تیم‌های پژوهشی جنوبگان نیز همکاری داشته است. او می‌گوید:

مطالعه‌ی کانال‌های آبی جنوبگان همانند چوب‌خطی برای بررسی عواقب ناشی از گرمایش زمین است. در حقیقت تکامل صفحات یخ و طبقات یخ از عوامل اصلی در افزایش سطح آب دریاها هستند.

از سویی پژوهش و بررسی دنیای زیریخی جنوبگان کاری فوق‌العاده دشوار و سخت است. پروفسور ویرجینیا معتقد است که کار حفاری در مناطق قطبی به همان اندازه نیاز به دقت و مهارت دارد که ناسا در هنگام کشف دنیاهای جدید از آن استفاده می‌کند. مراقبت‌هایی همچون قرنطینه‌ی فضانوردان هنگامی که از سفر به ماه باز می‌گردند یا حفاظت تجهیزات فضاپیما به‌صورت استریل‌شده در نتایج پژوهش‌های قطب جنوب نیز نقش کلیدی دارد؛ چرا که نگرانی از وجود آلودگی در ابزارآلات همیشه منطقی است. هیچ پژوهشگری نمی‌خواهد با انتقال ارگانیسم‌های روی سیاره به چنین محیط‌های باعث تخریب اکوسیستم زیرزمین شود. به همین دلیل است که تجهیزات خوب نقش بسیار مهمی در موفقیت نتایج آزمایش‌ها و اکتشافات دارد.

تیم پژوهشی SALSA از ابزار Gravity Corer مؤسسه اقیانوس‌شناسی وود هول (Woods Hole) استفاده می‌کند. در این عملیات با اینکه قطر حفاری از ۶۰ سانتی‌متر تجاوز نمی‌کرد؛ ولی پژوهشگران توانستند به عمق یک کیلومتری دسترسی پیدا کنند و پس از استخراج رسوبات در زیر دستگاه حفاری و تخلیه‌ی لجن دریاچه، کار نمونه‌برداری را آغاز کردند.

راهنمای حفاری در محیط‌های خشن سیارات

از آنجایی‌که اجرای عملیات حفاری برای کشف موجودات زنده سخت و پیچیده بود، نتایج و عملکرد گروه SALSA درس‌های بزرگی است که می‌تواند راهگشای پژوهش‌ها در محیط‌های خشن برای حیات و حتی حفاری در دیگر سیاره‌ها باشد. مارک اسکیدمور استاد علوم زمین در دانشگاه مونتانا اعتقاد دارد که حفاری در جنوبگان می‌تواند با دقت زیادی به دانشمندان نشان‌ دهد که در حفاری اقیانوس مایع در قمر اروپا منتظر چه وقایعی باشند.

تجهیزات حرفه ای حفاری برای دست یابی به اکتشافات جدید توسط دانشمندان

کارشناسان معتقدند اقیانوس‌های قمر اروپا که در نزدیک سیاره مشتری است، از بهترین نامزدهای وجود حیات فرازمینی در منظومه شمسی هستند. دکتر اسکیدمور باور دارد ما درس‌های زیادی در مورد انواع فناوری‌ها و روند پروسه‌ها در این نوع پژوهش‌ها یاد می‌گیریم و درباره‌ی آنچه بشر دراین محیط‌ها کشف خواهد کرد، آگاه‌تر می‌شویم و در عین حال، مزایای گسترده‌ی حفاری در قطب جنوب را به روی زمین و با مشکلات کمتری به دست می‌آوریم.

اکنون بزرگ‌ترین نگرانی پروفسور ویرجینیا در مورد وضعیت صفحات بزرگ یخ در حاشیه‌ی جنوبگان است که به‌واسطه جریان‌ آب‌های گرم در حال تحلیل رفتن است. سال گذشته اوج این روند و گرم‌ترین سال در اقیانوس‌های زمین بود. روند آب‌شدن یخ‌ها به‌نحوی است که ابتدا از لایه‌ی زیرین کاسته می‌شود. این فرایند می‌تواند موجی از جریان را در اقیانوس به راه بیاندازد که به Meltwater pulse معروف است. این شرایط که با سرعت باعث افزایش سطح آب دریا‌ها می‌شود، در طول تاریخ زمین بارها تجربه شده است. به‌گفته‌ی ویرجینیا این صفحات یخی همچون یک سد هستند و بنابراین نگرانی پروفسور منطقی به نظر می‌رسد.

به هرحال قطب جنوب هم به تغییرات آب‌ و‌هوایی عکس‌العمل نشان می‌دهد و هم آب‌ و‌هوای زمین را کنترل می‌کند. به باور ویرجینیا تاریخ آب‌ و‌هوای قطب جنوب با وقایع جهانی ارتباطی تنگاتنگ دارد.