اكتشاف مصدر قديم للأكسجين بأعماق قشرة الأرض

قد يكون أثر على تطور الحياة قبل ظهور عملية التمثيل الضوئي

اكتشاف مصدر قديم للأكسجين بأعماق قشرة الأرض
TT

اكتشاف مصدر قديم للأكسجين بأعماق قشرة الأرض

اكتشاف مصدر قديم للأكسجين بأعماق قشرة الأرض

اكتشف علماء بجامعة نيوكاسل مصدرًا للأكسجين ربما يكون قد أثر على تطور الحياة قبل ظهور عملية التمثيل الضوئي.
وكشف المشروع البحثي الرائد، الذي تقوده كلية العلوم الطبيعية والبيئية بجامعة نيوكاسل، والذي نُشر بمجلة «Nature Communications»، عن آلية يمكن أن تولد بيروكسيد الهيدروجين من الصخور أثناء حركة الصدوع الجيولوجية.
وفي حين أن التركيزات العالية من بيروكسيد الهيدروجين يمكن أن تكون ضارة للحياة، فإنها يمكن أن توفر أيضًا مصدرًا مفيدًا للأكسجين للميكروبات. وقد يكون هذا المصدر الإضافي للأكسجين قد أثر على التطور المبكر، وربما حتى أصل الحياة في البيئات الحارة على الأرض المبكرة قبل تطور عملية التمثيل الضوئي، وذلك حسبما نشر موقع «phys.rog» العلمي المتخصص.
ووفق الموقع، ففي المناطق النشطة تكتونيًا، لا تؤدي حركة القشرة الأرضية إلى توليد الزلازل فحسب، بل تؤدي أيضًا إلى إحداث تشققات وكسور في باطن الأرض مصطفة بأسطح صخرية شديدة التفاعل تحتوي على العديد من العيوب. كما يمكن للمياه بعد ذلك الترشيح والتفاعل مع هذه العيوب على الصخور المكسورة حديثًا.
وفي المختبر، قام طالب الماجستير جوردان ستون بمحاكاة هذه الظروف عن طريق تكسير الغرانيت والبازلت والبريدوتيت؛ أنواع الصخور التي كان من الممكن أن تكون موجودة في القشرة الأرضية المبكرة. ثم تمت إضافتها إلى الماء في ظل ظروف خالية من الأكسجين يتم التحكم فيها جيدًا عند درجات حرارة متفاوتة.
البحث الجديد يبحث في مصدر للأكسجين التفاعلي المرتبط بالتصدع الجيولوجي؛ مصدر أكسجين محتمل قبل البكتيريا الزرقاء التي تغذي الغلاف الجوي للأرض بالأكسجين. وقد يكون لهذا الأكسجين التفاعلي دور في تطور الحياة من عالم خالٍ من الأكسجين إلى عالم مؤكسج، ساهم في كيمياء ما قبل الأحياء في الكسور تحت السطحية قبل نشأة الحياة.
وفي هذا الاطار، أظهرت التجارب أن كميات كبيرة من بيروكسيد الهيدروجين تتولد فقط عند درجات حرارة قريبة من نقطة غليان الماء. والأهم من ذلك، أن درجة حرارة تكوين بيروكسيد الهيدروجين تتداخل مع نطاقات نمو بعض أكثر الميكروبات المحبة للحرارة على الأرض والتي تسمى «hyperthermophiles»، بما في ذلك الميكروبات التطورية القديمة التي تستخدم الأكسجين بالقرب من جذر شجرة الحياة العالمية.
وفي توضيح أكثر لهذا الأمر، قال جوردان ستون «في حين اقترحت الأبحاث السابقة أن كميات صغيرة من بيروكسيد الهيدروجين والمواد المؤكسدة الأخرى يمكن أن تتشكل عن طريق الضغط على الصخور أو سحقها في غياب الأكسجين، فهذه هي الدراسة الأولى التي تظهر الأهمية الحيوية لدرجات الحرارة الساخنة في تعظيم توليد بيروكسيد الهيدروجين».
وأضاف الباحث الرئيسي الدكتور جون تيلنج كبير المحاضرين «يُظهر هذا البحث أن العيوب الموجودة في الصخور المسحوقة والمعادن يمكن أن تتصرف بشكل مختلف تمامًا عن الطريقة التي تتوقع أن تتفاعل بها الأسطح المعدنية المثالية. كل هذه التفاعلات الكيميائية الميكانيكية تحتاج إلى توليد بيروكسيد الهيدروجين. وبالتالي، فإن الأكسجين هو الماء والصخور المكسرة ودرجات الحرارة المرتفعة، والتي كانت جميعها موجودة على الأرض في وقت مبكر قبل تطور عملية التمثيل الضوئي والتي يمكن أن تؤثر على الكيمياء وعلم الأحياء الدقيقة في المناطق الحارة النشطة زلزاليًا حيث ربما تكون الحياة قد تطورت لأول مرة».


مقالات ذات صلة

رصد كوكب جديد بضِعف كتلة الأرض

يوميات الشرق الكوكب المُكتشَف تبلغ كتلته ضِعف كتلة الأرض في مدارٍ أوسع من مدار زحل حول نجمه (جامعة ولاية أوهايو)

رصد كوكب جديد بضِعف كتلة الأرض

رصد فريق دولي من علماء الفضاء كوكباً جديداً يتفوق على الأرض بكتلة مضاعفة، ويدور في مدارٍ أوسع من مدار كوكب زحل.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق تضاريس تختلف جذرياً عن المشهد القاحل (ناسا)

المريخ كما لم نعرفه... أمطار وثلوج غيَّرت وجه الكوكب الأحمر

كوكب المريخ ربما شهد، في حقبة سحيقة، مناخاً دافئاً ورطباً نسبياً، ساعد على تساقط الأمطار والثلوج وجريان الأنهر...

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق رواد الفضاء تشين دونغ وتشين تشونغروي ووانغ جيه يلتقون بالصحافة قبل مهمة الفضاء «شنتشو - 20» المقبلة (رويترز)

​الصين تعلن عن أفراد طاقم جديد سيُرسَل إلى الفضاء غداً

أعلنت الصين الأربعاء عن الطاقم الذي سيتوجّه إلى محطة تيانغونغ الفضائية هذا الأسبوع

«الشرق الأوسط» (بكين)
يوميات الشرق الكوكب يفقد كميات معدن ومواد ضخمة من سطحه بسبب درجات الحرارة المرتفعة (معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا)

اكتشاف كوكب بحجم عطارد يتفكك بسرعة هائلة

أعلن علماء الفلك في معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا بالولايات المتحدة، عن رصد كوكب يبعد نحو 140 سنة ضوئية عن الأرض، ويعاني من عملية تفكك سريعة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)
علوم لقطة تُظهر محطة الفضاء الدولية (رويترز)

ساعتان ذريتان إلى محطة الفضاء الدولية الاثنين لاختبار نظرية النسبية

أطلقت وكالة الفضاء الأوروبية، الاثنين، بنجاح، مجموعة تضم ساعتين ذريتين إلى محطة الفضاء الدولية بهدف قياس الوقت بدقة عالية جداً واختبار نظرية النسبية.

«الشرق الأوسط» (باريس)

الملك تشارلز: رحلتي مع السرطان أظهرت «أفضل ما في الإنسانية»

الملك تشارلز يتحدث إلى الضيوف خلال حفل استقبال بقصر باكنغهام في لندن احتفالاً بالمبادرات المجتمعية التي تهدف إلى زيادة الوعي بالسرطان (أ.ب)
الملك تشارلز يتحدث إلى الضيوف خلال حفل استقبال بقصر باكنغهام في لندن احتفالاً بالمبادرات المجتمعية التي تهدف إلى زيادة الوعي بالسرطان (أ.ب)
TT

الملك تشارلز: رحلتي مع السرطان أظهرت «أفضل ما في الإنسانية»

الملك تشارلز يتحدث إلى الضيوف خلال حفل استقبال بقصر باكنغهام في لندن احتفالاً بالمبادرات المجتمعية التي تهدف إلى زيادة الوعي بالسرطان (أ.ب)
الملك تشارلز يتحدث إلى الضيوف خلال حفل استقبال بقصر باكنغهام في لندن احتفالاً بالمبادرات المجتمعية التي تهدف إلى زيادة الوعي بالسرطان (أ.ب)

وصف الملك البريطاني تشارلز الثالث، اليوم الأربعاء، كيف يمكن أن يكون تشخيص الإصابة بالسرطان تجربة «مرعبة ومخيفة في بعض الأحيان» للمرضى وأحبائهم، وذلك خلال استضافته فعالية للإشادة بـ«العمل الاستثنائي» الذي تقوم به جمعيات السرطان الخيرية، وفقاً لوكالة «أسوشييتد برس».

ضمن رسالة كُتبت لضيوف في قصر باكنغهام للاحتفال بالمنظمات التي تساعد المصابين بهذا المرض، تأمل تشارلز بعمق في تجربته مع السرطان.

بصفته واحداً من نحو ألف شخص في المملكة المتحدة يتلقون تشخيصاً بالسرطان يومياً، قال تشارلز إن رحلته منحته «تقديراً أعمق للعمل الاستثنائي» الذي تقوم به الجمعيات الخيرية.

وأفاد: «كل تشخيص، وكل حالة جديدة، ستكون تجربة مروعة ومخيفة في بعض الأحيان لهؤلاء الأفراد وأحبائهم. ولكن بصفتي أحد المرضى، أستطيع أن أشهد على حقيقة أنها قد تكون أيضاً تجربة تُبرز أفضل ما في الإنسانية».

أوضح الملك البالغ من العمر 76 عاماً، الذي لا يزال يخضع للعلاج بعد أكثر من عام من تشخيص إصابته بسرطان لم يُكشف عن نوعه، إن تجربته قد عززت فكرة أن «أحلك لحظات المرض يمكن أن تُضاء بأكبر قدر من التعاطف».

دعا تشارلز وزوجته الملكة كاميلا ممثلين عن جمعيات خيرية لمكافحة السرطان يدعمانها، من بين جهات أخرى، إلى القصر الملكي لحضور حفل الاستقبال.

رغم تزايد ظهور تشارلز في الأشهر الأخيرة، فإنه نُقل إلى المستشفى لفترة وجيزة الشهر الماضي نتيجة لآثار جانبية «مؤقتة» ناجمة عن علاج السرطان.

وفي ظل عدم تقديم أي تحديث عن صحة الملك، إلا أن عودته إلى واجباته العامة تُشير إلى أن علاجه يسير في الاتجاه الصحيح.

وتزامن مرض تشارلز مع تشخيص إصابة زوجة ابنه ويليام، كيت ميدلتون، بالسرطان. وحصلت الأميرة على إجازة لأكثر من ستة أشهر قبل أن تعود إلى مهامها العامة في أواخر سبتمبر (أيلول).