حفاری دانشمندان به عمق بی‌سابقه 3937 فوت به درون گوشته زمین برای کشف منشأ حیات
محققان موسسه اقیانوس‌شناسی وودز هول در آمریکا و دانشگاه کاردیف در بریتانیا یک مغزه به طول سه‌چهارم مایل (1.268 کیلومتر) از گوه میانه آتلانتیک حفاری کردند. این بازیافت معدنی بی‌سابقه از گوشته می‌تواند به دانشمندان کمک کند تا اسرار منشأ حیات روی زمین را کشف کنند.
جوهن لیسنبرگ، استاد دانشگاه کاردیف، در ایمیلی به
مهنسی جالب
گفت: “سوراخ ما عمیق‌ترین در سنگ‌های گوشته است؛ قبلاً عمیق‌ترین سوراخ در سنگ‌های گوشته بالایی 200 متر (656 فوت) بود”.
“این عمیق‌ترین سوراخ جهان نیست: چاه فوق‌عمیق کولی عمیق‌ترین چاه حفاری‌شده روی زمین با عمق >12 کیلومتر است. اما این چاه در خشکی است، جایی که حفاری بسیار آسان‌تر از روی یک کشتی است.”
سنگ‌های گوشته تقریباً پیوسته حاوی پرودوتیت گوشته آب‌پذیده که سنگ اصلی در گوشته است، در طول اکسپدیشن 399 از کشتی حفاری اقیانوسی
جویدز
رزولوشن در بهار 2023 بازیابی شد.
این اکسپدیشن توسط برنامه بین‌المللی اکتشاف اقیانوس (IODP)، دسته‌ای از محققان دریایی از بیش از 20 کشور، هدایت شد.
تلاش‌های قبلی برای مطالعه مغزه‌های گوشته به نمونه‌هایی از بستر دریا متکی بود. اما این نمونه‌ها فاقد زمینه مکانی و پیوستگی بودند، درست مانند قطعات منفرد یک پازل.
لیسنبرگ افزود: “مقطع بلند و تقریباً پیوسته ما به ما این امکان را می‌دهد که گوشته را در زمینه ببینیم و در نتیجه کل پازل را ببینیم”،
IODP در حال تنظیم یک موجودی از مغزه‌های گوشته در برمن آلمان است تا ترکیب و ساختار آنها را بفهمد.
چگونه مغزه بی‌سابقه حفاری شد؟
مغزه‌های گوشته با ارسال یک رشته حفاری از کشتی به کف دریا و حفاری مستقیم به بستر دریا حفاری می‌شوند. این فناوری از مدت‌ها پیش وجود داشته اما تاکنون مغزه‌های پراکنده‌ای به دست آورده است.
لیسنبرگ در ایمیل افزود: “در اکسپدیشن ما با شرایط حفاری بسیار مطلوبی مواجه شدیم، با نفوذ عمیق و بازیابی بسیار بالا”.
محققان در هر بار بخش‌های 16 فوت (پنج متر) حفاری کردند با استفاده از دریل مغزه‌گیر چرخشی (RCB) ، پس از آن یک مغزه‌گیر به پایین رشته حفاری فرستاده شد تا مغزه را بازیابی کند.
وقتی مغزه لگ‌گذاری می‌شود، دانشمندان در کشتی می‌توانند آن را مطالعه کنند، اما در پایان اکسپدیشن، مغزه به انبار مرکزی IODP در آلمان فرستاده می‌شود تا دانشمندان آن را بیشتر مطالعه کنند.
محققان چه چیزی یافتند؟
محققان تنوع زیادی در کانی‌شیمی گوشته یافتند، با فراوانی اورتوپیروکسن که از چند سانتی‌متر تا صدها متر متغیر است، در حالی که کانی خواهرش، کلینوپیروکسن، تقریباً غایب است.
محققان این تفاوت‌ها را به جریان ذوب از گوشته بالایی نسبت می‌دهند که زیر صفحات تکتونیکی بالا می‌آید و بعداً آتشفشان‌ها را تغذیه می‌کند. با این حال، سطوح اورتوپیروکسن در نمونه کمتر از حد انتظار است که احتمالاً به دلیل درجه بالاتر ذوب است. محققان مشتاق هستند بفهمند که این ذوب چه زمانی رخ داده است، آیا در میلیون‌های سال اخیر یا بسیار زودتر در تاریخ زمین.
محققان همچنین تعامل سیال-سنگ هیدروترمال را در طول مغزه با هوازدگی اکسیداتیو تا 200 متر مشاهده کردند. این مشاهده نشان می‌دهد که تعامل آب دریا و سنگ در این اعماق بسیار فعال بوده است.
لیسنبرگ به IE گفت: “این مهم است زیرا واکنش بین آب دریا و سنگ‌های گوشته هیدروژن آزاد می‌کند، ترکیباتی مانند متان را تشکیل می‌دهد که پایه حیات میکروبی هستند. این یکی از فرضیه‌ها برای منشأ حیات روی زمین است”.
مغزه بسیار طولانی حفاری شده از گوشته به محققان کمک خواهد کرد تا چنین واکنش‌هایی را با دقت بیشتری مطالعه کنند و آنها را به مشاهدات حیات میکروبی در سنگ‌ها پیوند دهند.
یافته‌های تحقیق برای اولین بار در مجله Science منتشر شد.
