[ad_1]

برای زندگی در عمق زیر کف اقیانوس چقدر گرم است؟

فتو میکروگراف فلورسنت سلولهای میکروبی زیر آب عمیق موجود در سایت C0023. سلولها با رنگ فلورسنت سبز SYBR Green I رنگ آمیزی شدند سمت چپ: سلولهای میکروبی از یک نمونه هسته رسوب (43R-3) در عمق 652.0 متر در 76 درجه سانتیگراد جدا شدند سمت راست: سلول میکروبی از یک نمونه هسته رسوب تشخیص داده شد ( 112R-2) در عمق 1176.8 متر در دمای 120 درجه سانتیگراد (یک سلول در مرکز عکس). مقیاس 20 میکرومتر (1/50 میلی متر) را نشان می دهد. اعتبار: JAMSTEC / IODP

در چه عمق زیر بستر دریا چنان گرم می شود که دیگر امکان زندگی میکروبی وجود ندارد؟ این موضوع مرکز همکاری علمی نزدیک بین آژانس علوم و فنون دریایی ژاپن (JAMSTEC) و MARUM – مرکز علوم زیست محیطی دریایی در دانشگاه برمن است. یک اکسپدیشن از برنامه حفاری IODP (برنامه بین المللی اکتشاف اقیانوس) در سال 2016 ایده جدیدی از محدودیت های دمایی زندگی در زیر اقیانوس ارائه داد. یافته ها قبلاً توسط یک تیم بین المللی در مجله حرفه ای منتشر شده است علوم پایه.

رسوبات ، که در عمق زیر اقیانوس قرار دارند ، یک زیستگاه بسیار سخت است. دما و فشار به طور مداوم با عمق افزایش می یابد ، در حالی که منابع انرژی به طور فزاینده ای کم می شوند. حدود 30 سال است که شناخته شده است که با وجود این شرایط ، میکروارگانیسم ها در عمق چندین کیلومتری بستر دریا زندگی می کنند. زیست کره عمیق هنوز به خوبی درک نشده است و این س questionsالات اساسی را ایجاد می کند: مرزهای زندگی کجاست و چه عواملی آنها را تعیین می کند؟ دمای محیط می تواند عامل مهمی باشد. میکروارگانیسم های گرمازا (دوستدار گرما) می توانند در دمای تا 80 درجه سانتیگراد کاملاً راحت وجود داشته باشند.

علاوه بر این ، باکتری های فشار خون گرم و باستان وجود دارد که حتی در دماهای بالاتر رشد می کنند اما برای حفظ سلول های خود به انرژی زیادی احتیاج دارند. در شرایط ایده آل آزمایشگاهی ، آنها می توانند برای مدت کوتاهی تا 122 درجه سانتیگراد را تحمل کنند. اما برای بررسی چگونگی تأثیر دماهای بالا بر زندگی در زیست کره عمیق کم انرژی در طولانی مدت ، حفاری گسترده در اعماق دریا لازم است. پروفسور Kai-Uwe Hinrix از MARUM ، رهبر تحقیق ، توضیح می دهد: “فقط چند سایت حفاری علمی هنوز به اعماقی رسیده اند كه درجه حرارت رسوب بالاتر از 30 درجه سانتیگراد است.” “هدف از آزمایش T-Limit حفاری عمق هزار متری رسوبات با دمای حداکثر 120 درجه سانتیگراد بود – و ما موفق شدیم.”

یک مکان جهانی منحصر به فرد برای حفاری

مانند جستجوی حیات در فضا ، تعیین مرزهای زندگی روی زمین با چالش های عمده فناوری همراه است. دمای 120 درجه سانتیگراد معمولاً در حدود 4000 متر زیر بستر دریا دیده می شود. در دنیا فقط یک راه وجود دارد که دانشمندان از چنین اعماق زیادی نمونه برداری می کنند – با کشتی حفاری علمی در اعماق دریا Chikyu. برای تسهیل حفاری در این مورد ، سایتی در رودخانه Nankai در سواحل ژاپن انتخاب شد. نقطه نمونه برداری در عمق آب 4.8 کیلومتری واقع شده است ، اما به دلیل شیب زمین گرمایی تندتر از متوسط ​​در اینجا ، رسیدن به دمای 120 درجه سانتیگراد در یک سوراخ عمق فقط 1180 متر امکان پذیر بود. دکتر فومیو ایناگاکی ، دانشمند ارشد ، از JAMSTEC گفت: “به طور شگفت آور ، تراکم جمعیت میکروبی فقط در دمای حدود 45 درجه فرو ریخت.” “جالب است – دامنه های عمیق گسترده ای در کف اقیانوس با درجه حرارت بالا وجود دارد که تقریبا بی روح هستند. اما سپس ما توانستیم سلول ها و فعالیت میکروبی را در مناطق عمیق تر ، حتی گرمتر – تا 120 درجه” پیدا کنیم.

در حالی که غلظت سلولهای رویشی به شدت به سطح زیر 100 سلول در سانتی متر مکعب رسوب در بیش از 50 درجه سانتیگراد کاهش می یابد ، غلظت آندوسپورها به سرعت افزایش می یابد و به اوج 85 درجه سانتیگراد می رسد. اندوسپورها سلولهای خفته ای از انواع خاصی از باکتریها هستند که می توانند دوباره فعال شوند و در صورت مساعد شدن شرایط دوباره زنده شوند. ایناگاکی ادامه می دهد: “برخی از متخصصان قادر به سازگاری با این شرایط سخت هستند و در فواصل زمین شناسی در چیزی مانند خواب عمیق به حیات خود ادامه می دهند.”

برای زندگی در عمق زیر کف اقیانوس چقدر گرم است؟

اکسپدیشن IODP 370 شامل کشتی علمی حفاری در اعماق دریا Chikyu بود. اعتبار: JAMSTEC

بهبود روش های تشخیص

بیشتر تحقیقات برای این پروژه در اواخر امکان سنجی فنی انجام شده است. دکتر یوکی مورونو ، سرپرست دانشمند از JAMSTEC ، توضیح می دهد: “طی بیست سال گذشته ، بسیاری از تکنیک های تشخیص زندگی بهبود یافته است ، بنابراین اکنون برخی از آنها صد هزار برابر حساس تر هستند.” برای تشخیص قابل اعتماد حیات میکروبی نادر در رسوبات 50 درجه سانتیگراد ، جلوگیری از آلودگی بسیار مهم است. بنابراین ، پردازش نمونه با استفاده از کنترل دقیق آلودگی کنترل می شود ، و به ویژه برای کارهای حیاتی ، نمونه ها توسط هلی کوپتر به آزمایشگاه های اتاق تمیز در هسته مخزن IODP در کوچی ژاپن منتقل می شوند. مورونو که در این کار هدایت تلاش های تحقیقاتی زمینی را بر عهده داشت ، گفت: “دستیابی به اهداف اکسپدیشن بدون انجام برخی از جنبه های تحقیقات با کیفیت بالا در خشکی با کنترل محیط تحقیق امکان پذیر نخواهد بود.”

همکاری بین المللی

دکتر ورنا هوایر ، دانشمند ارشد ، از MARUM گفت: “یافته های اکسپدیشن ما شگفت آور است. آنها نشان می دهد که در انتهای پایین زیست کره ، مرزهای کشنده با شانس زنده ماندن همزیستی می کنند. ما انتظار چنین چیزی را نداشتیم.” “و این درک جدید بدون یک تیم میان رشته ای قوی و روحیه همکاری ویژه آن امکان پذیر نبود.” 43 نویسنده از 29 موسسه مختلف ، به نمایندگی از 9 کشور ، روی مقاله اخیراً منتشر شده همکاری کردند. این مطالعه به عنوان بخشی از Expedition 370 برنامه بین المللی اکتشاف اقیانوس ، IODP انجام شده است. تحقیقات بیوسفر عمیق یک موضوع اصلی تحقیق در IODP است. هویر ادامه داد: “با هر آزمایش ، در روش های فنی و تحلیلی پیشرفت حاصل می شود ؛ پژوهشگران با زمینه های مختلف و ایده های جدید هر بار دور هم جمع می شوند تا به یک س scientificال علمی پاسخ دهند.” “و این جذاب است. هر حفره جدید دریچه ای به دانش جدید می گشاید.”


برای زندگی به سبک زمین چقدر گرم است؟


اطلاعات بیشتر:
“محدودیت های دمایی زندگی عمیق زیر آب در منطقه فرورانش بستر رودخانه نانکای” علوم پایه (2020) 79. علم ، دانش ، علوم و دانشمندان

تهیه شده توسط دانشگاه برمن

نقل قول: برای زندگی در عمق زیر کف اقیانوس چقدر گرم است؟ (2020 ، 3 دسامبر) بارگیری در 3 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-hot-life-deep-ocean-floor.html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir

ایندکسر