hotchpotch/wikipedia-multilingual-ir-pairs huggingface dataset:
زيد جبري النشأة
وفي عام 2015، قدم زيد جبري أول عرض له على مسرح لينبيري ستوديو في دار الأوبرا الملكية في لندن، حيث تم تقديم مقتطفات من أوبرا مدن الملح. تدور أحداث فيلم مدن الملح حول رواية تحمل نفس الاسم صدرت عام 1984 للكاتب الأردني عبد الرحمن منيف. وقد جذبت تأثيرات الصراعات الجيوسياسية العالمية والدمار البيئي على مصير الناس في منطقة معينة، والتي تم تقديمها فنياً في رواية منيف، اهتمام زيد جبري وكاتبتي النصوص إيفيت كريستيانس وروزاليندا موريس.
كما أصبح زيد جبري أحد الشخصيات الرائدة في الطليعية السورية في الموسيقى الأكاديمية. ارتبط عمله بإدخال الحداثة إلى الموسيقى الكلاسيكية في الشرق الأوسط. ونتيجة لذلك، انتشر الإنتاج الموسيقي للملحنين والموسيقيين السوريين بنجاح عبر منصات الفن المعاصر في أوروبا الغربية والشرقية، وكذلك في القاهرة ودبي وإسطنبول ودمشق. وقد ساهمت أعماله المعروضة في هذه الشبكات الإبداعية الدولية في التقدير الدولي للموسيقى الكلاسيكية السورية الحديثة. أصبح هذا ممكناً بفضل المنتديات الثقافية مثل مهرجان وارسو الخريفي الدولي للموسيقى المعاصرة، وأيام الموسيقى البولندية في جامعة بيلجي في إسطنبول بتركيا، ومهرجان مورغنلاند في أوسنابروك بألمانيا.
أثناء إقامته وعمله في أوروبا، لم يقطع زيد جبري علاقاته بالثقافة العربية وبوطنه سوريا.  في عام 2004، قدمت الفرقة السيمفونية الوطنية السورية بقيادة ميساك باغبودريان موسيقاه بمشاركة عازف الكلارينيت السوري كنان العظمة في افتتاح دار الأوبرا بدمشق.
زيد جبري أعمال موسيقية
وُصفت أعمال زيد جبري بأنَّها "طرح حول تقاطع التقاليد الموسيقية الغربية والشرق أوسطية".  في بداية مسيرته المهنية، وضع جبري لنفسه مهمة الجمع بين التعدد الصوتي الأوروبي والمقام العربي. وعن هذا يقول زيد جبري: "لا تحتاج إلى آلات موسيقية عربية لتعزف الموسيقى العربية. يمكننا عزف موسيقى باخ على العود. وأنا أستخدم الفواصل الموسيقية الدقيقة وأؤلف ألحاناً تشبه الألحان الشرق أوسطية". وبالنسبة للملحن، فإنَّ الموسيقى هي "الفن الأكثر تجريدية". بهذه الطريقة، تعامل زيد جبري مع إنشاء وتطوير الموسيقى الأكاديمية في الشرق الأوسط باعتبارها شكلاً سورياً من أشكال الصوت المُجرَّد.
تم عرض أوبرا الحجرة الخاصة به Southern Crossings، والتي تستند إلى نص غنائي لاجتماع خيالي بين عالم الفلك جون هيرشل في القرن الثامن عشر وتشارلز داروين وتتضمن إشارات إلى تجارة الرقيق البريطانية، لأول مرة في مدينة نيويورك في يونيو 2022.
زيد جبري أعمال موسيقية
تم تقديم أعمال زيد جبري في المنتديات الموسيقية الدولية من قبل فرق موسيقية مثل Kremerata Baltica لجيدون كريمر، وNeue Vocalsolisten Stuttgart،  والأوركسترا السيمفونية الألمانية في برلين، ومسرح بولونيا العام، وأوركسترا برلين الفيلهارمونية لموسيقى الحجرة، وأوركسترا الإذاعة السيمفونية الوطنية البولندية، والأوركسترا الفيلهارمونية الوطنية في أرمينيا، والأوركسترا السيمفونية الوطنية السورية.
زيد جبري الجوائز
حصل زيد جبري على العديد من المنح الدراسية والمسابقات الموسيقية الدولية. تم قبوله في الاتحاد الوطني البولندي للملحنين في عام 2011. وفي عام 2013، فاز بالجائزة الثانية في مسابقة التأليف الدولية "2 أغسطس" في بولونيا، إيطاليا، عن مؤلفه Les Temps des pierres للباريتون والأوركسترا. وفي عام 2014، حصل زيد جبري على زمالة جورج إيفانز التذكارية في مركز فيرجينيا للفنون الإبداعية في الولايات المتحدة، وفي عام 2015، حصل على زمالة مؤسسة روكفلر / مركز بيلاجيو. في الفترة 2016-2017، كان جبري زميلاً باحثاً في معهد هارفارد رادكليف للدراسات المتقدمة.  وكان أيضاً زميلاً في الجامعة النرويجية للعلوم والتكنولوجيا (NTNU) في تروندهايم، النرويج. وفي عام 2018/2019، كان زميلاً في معهد الأفكار والخيال بجامعة كولومبيا في الولايات المتحدة الأمريكية.
المحيط الحيوي العميق
المحيط الحيوي العميق، هو ذلك الجزء من المحيط الحيوي، والذي يقع تحت الأمتار القليلة الأولى من سطح المحيط. ويمتد إلى عمق قد يصل إلى حوالي 10 كيلومترات تحت السطح القاري، و21 كيلومترًا تحت سطح البحر، وفي درجات حرارة قد تصل إلى ما يزيد عن 120 درجة مئوية وهي مماثلة لأقصى درجة حرارة وُجد فيها كائن حي نشط أيضيًا. وهو ويشمل جميع نطاقات الحياة الثلاثة، وينافس التنوع الجيني التنوع الموجود على السطح.
جاءت المؤشرات الأولى للحياة في الأعماق من دراسات حقول النفط في عشرينيات القرن العشرين، ولكن لم يكن من المؤكد أن الكائنات الحية كانت كائنات أصلية حتى طُوّرت طرق في الثمانينيات لمنع التلوث من السطح. تُجمع الآن العينات في المناجم العميقة وبرامج الحفر العلمي في المحيطات وعلى اليابسة. وأُنشئت مراصد عميقة لمزيد من الدراسات الموسعة.
المحيط الحيوي العميق
وبالقرب من السطح، تستهلك الكائنات الحية المواد العضوية، وتتنفس الأكسجين. أما في الأسفل، فمثل هذه المواد غير متوفرة، لذا فهم يستخدمون "المواد الغذائية" (مانح إلكترونات) مثل الهيدروجين (المنطلق من الصخور من خلال عمليات كيميائية مختلفة)، والميثان (CH 4) ، ومركبات الكبريت المخفضة، والأمونيوم (NH 4 ). وهي "تتنفس" مستقبلات الإلكترون مثل النترات والنتريت، وأكاسيد المنغنيز والحديد، ومركبات الكبريت المؤكسدة، وثاني أكسيد الكربون ( CO2 ). وفي الأعماق الكبيرة تكون الطاقة قليلة جدًا، لذلك، فإن عمليات التمثيل الغذائي تكون أبطأ بنسبة تصل إلى 1 إلى مليون مرة من تلك الموجودة على السطح. ويمكن أن تعيش الخلايا لآلاف السنين قبل الانقسام، ولا يوجد حد معلوم لعمرها.
والطبقة تحت السطحية تشكل حوالي 90% من الكتلة الحيوية عبر مجالين من مجالات الحياة، العتائق، والبكتيريا، و15% من إجمالي المحيط الحيوي. كما توجد أيضًا حقيقيات النوى، بما في ذلك بعض أشكال الحياة متعددة الخلايا من قبيل الفطريات، والحيوانات ( الديدان الأسطوانية، والديدان المفلطحة، والدوارات، والحلقيات، والمفصليات). والفيروسات موجودة أيضًا، وتصيب الميكروبات.
المحيط الحيوي العميق تعريف
المحيط الحيوي العميق هو نظام بيئي للكائنات الحية، ومكان معيشتها في باطن الأرض العميق. وفيما يتعلق بقاع البحر، فإن التعريف العملياتي للطبقة تحت السطحية العميقة يكمن في التعريف التالي: هي المنطقة التي لا تتعرض للاضطراب البيولوجي بسبب الحيوانات؛ ويكون هذا عادةً على عمق متر أو أكثر تحت السطح. وفي القشرة القارية، يكون أقل من بضعة أمتار، باستثناء التربة. ويُشار أحيانًا إلى الكائنات الحية في هذه المنطقة بــــ الكائنات الحية داخل الأرض . وفي ورقة بحثية لتوماس جولد عام 1992م، والتي كانت بعنوان "المحيط الحيوي العميق الساخن". تم تحديد وتسمية مجموعة فرعية من الغلاف الحيوي العميق الموجود في الأعماق حيث يتجاوز الضغط والحرارة بشكل كبير ما يمكن للحياة السطحية البقاء عليه.
المحيط الحيوي العميق الاكتشافات والأفكار المبكرة
في جامعة شيكاغو، وتحديدًا في العشرينيات من القرن العشرين، استعان الجيولوجي إدسون باستن (Edson Bastin) بمساعدة عالم الأحياء الدقيقة فرانك جرير (Frank Greer) في محاولة لتفسير سبب احتواء المياه المستخرجة من حقول النفط على كبريتيد الهيدروجين، والبيكربونات. ومثل هذه المواد الكيميائية عادة ما يتم إنشاؤها عن طريق البكتيريا، غير أن الماء قد جاء من عمق كانت فيه الحرارة والضغط كبيرين للغاية لدعم الحياة. وقد تمكنوا من زراعة بكتيريا لاهوائية تعمل على اختزال الكبريتات من الماء، الأمر الذي يدل على أن المواد الكيميائية لها أصل بكتيري.
وفي العشرينيات من القرن العشرين أيضًا، لاحظ عالم الأحياء الدقيقة بجامعة كاليفورنيا في بيركلي تشارلز ليبمان Charles Lipman، أن البكتيريا التي تظل في زجاجات محكمة الغلق لمدة 40 عامًا يمكن إعادة إحيائها مرة أخرى - وهي تلك الظاهرة المعروفة الآن باسم الحيوية الخفية. وتساءل ليبمان إذا ما كان الأمر نفسه ينطبق على البكتيريا الموجودة في طبقات الفحم. فقام بتعقيم عينات من الفحم، ثم قام بترطيبها، وسحقها، ونجح في زراعة البكتيريا من غبار الفحم. وتم نشر النتائج في عام 1931م.
المحيط الحيوي العميق الاكتشافات والأفكار المبكرة
تم إجراء الدراسات الأولى للحياة تحت السطح بواسطة كلود إي. زوبيل Claude E. Zobell، والذي يطلق عليه "أبو علم الأحياء البحرية الدقيقة"،  في أواخر الثلاثينيات من القرن العشرين وحتى الخمسينيات. وعلى الرغم من أن عمق أخذ العينات كان محدودًا، إلا أنه تم العثور على الميكروبات أينما تم أخذ عينات الرواسب. ومع زيادة العمق، أفسحت الكائنات الهوائية المجال للكائنات اللاهوائية .
وقد رفض معظم علماء الأحياء النظر إلى الميكروبات الموجودة تحت السطح على أنها تلوثًا، وخاصة بعد غرق الغواصة ألفين في عام 1968م، وهروب العلماء، تاركين وراءهم وجبات غداءهم. وعندما تم استعادة الغواصة، لم تظهر على وجبات الغداء التي تركوها من خلفهم أي علامات على التحلل الميكروبي. وقد عزز هذا وجهة النظر القائلة بأن البحر العميق (وبالتالي باطن الأرض) عبارة عن صحراء خالية من الحياة. إن دراسة المحيط الحيوي العميق، كانت مثلها مثل العديد من البكتيريا، خاملة لعدة عقود من الزمن؛ وكان الاستثناء في ذلك هو مجموعة من علماء الأحياء الدقيقة السوفييت الذين بدأوا في الإشارة إلى أنفسهم باسم علماء الأحياء الدقيقة الجيولوجية.
المحيط الحيوي العميق الاكتشافات والأفكار المبكرة
وقد تجدد الاهتمام بالحياة تحت السطح عندما كانت وزارة الطاقة الأمريكية تبحث عن طريقة آمنة يتم من خلالها دفن النفايات النووية، وقد أدرك فرانك جيه ووبرFrank J. Wobber، أن الميكروبات الموجودة تحت السطح يمكن أن تكون عامل مساعد، إما من خلال تحلل النفايات التي تم دفنها، أو أنها تعيق ذلك عن طريق خرق الحاويات المختومة. ومن أجل معالجة مشكلة التلوث، تم تصميم معدات خاصة لتقليل التلامس بين العينة الأساسية، وسائل الحفر الذي يقوم بتزييت لقمة الثقب. بالإضافة إلى ذلك، تمت إضافة مواد تتبع إلى السائل للإشارة إلى ما إذا كان قد اخترق النواة أم لا. وفي عام 1987م، تم حفر العديد من الآبار بالقرب من موقع نهر سافانا، وقد تم العثور على الكائنات الحية الدقيقة بكثرة، والتي تنوعت على عمق 500 متر على الأقل تحت السطح.
المحيط الحيوي العميق الاكتشافات والأفكار المبكرة
ومنذ عام 1983م، وحتى الآن، قام علماء الأحياء الدقيقة بتحليل كثرة الخلايا في عينات الحفر من خلال برنامج اكتشاف المحيطات الدولي (الذي كان يسمى في الأصل برنامج حفر المحيطات ). وقد أشارت مجموعة بقيادة جون باركسJohn Parkes، من جامعة بريستول إلى تركيزات تتراوح ما بين 10 4 إلى 10 8 خلية لكل جرام من الرواسب حتى أعماق تصل إلى 500 متر (تحتوي التربة الزراعية على حوالي 10 9 خلية لكل جرام). ومثل هذه الإشارات تم مقابلتها في بداية الأمر بنوع من التشكك، وقد استغرق الأمر حوالي أربع سنوات حتى تم نشر نتائجهم.
المحيط الحيوي العميق الاكتشافات والأفكار المبكرة
وفي عام 1992م، قام توماس جولد Thomas Gold بنشر ورقة بحثية تحت عنوان "المحيط الحيوي العميق الساخن" والتي أشار من خلالها إلى أن الحياة الميكروبية كانت منتشرة على نطاق واسع في جميع أنحاء باطن الأرض، كما أنها توجد في المسام بين حبيبات الصخور. كما نشر أيضًا كتابًا يحمل عنوانًا مشابهًا وهو المحيط الحيوي الساخن العميق . ووفقًا لإحدى الأوراق البحثية، فقد تم النظر إلى توماس جولد على أنه كان "رائدًا" في فكرة أن الهيدروكربونات يمكن أن تدعم الحياة حتى "أعماق معروفة تبلغ 10 كيلومترات، وربما حتى 300 كيلومتر"، إذا لم تتجاوز درجة الحرارة حدًا أقصى افتراضيًا يبلغ 150 درجة مئوية. وقد اقترح جولد أيضًا، بشكل غير صحيح إلى حد كبير، أن المحيط الحيوي العميق مدعوم بالهيدروكربونات المنتجة جيولوجيًا بواسطة باطن الأرض، أو مشتقاتها. ووفقًا للورقة البحثية، فقد ساعدت مقترحات جولد في إلهام الأجيال اللاحقة من العلماء.
وفي عام 1998م، قام ويليام ويتمان William Whitman وزملاؤه، بنشر ملخصًا لبيانات اثني عشر عامًا في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . وقد قاموا بتقدير أن ما يصل إلى 95% من جميع بدائيات النوى (العتائق والبكتيريا) تعيش في باطن الأرض العميق، مع 55% في باطن الأرض البحرية و39% في باطن الأرض. وفي عام 2002م، كانت المرحلة 201 من برنامج حفر المحيط هي الأولى التي كانت تهدف إلى البحث عن الحياة في أعماق البحار.حيث كانت معظم عمليات الاستكشاف السابقة على هوامش السطح القاري، ولذلك كان الهدف هو الحفر في المحيط المفتوح من أجل المقارنة. وفي عام 2016، قام برنامج اكتشاف المحيطات الدولي، في مرحله رقم 370، بالحفر في الرواسب البحرية لإسفين نانكاي التراكمي وتم ملاحظة 10 خلايا نباتية لكل سم مكعب عند 118°م.
المحيط الحيوي العميق الأساليب العلمية
وبفضل العديد من التطورات في تكنولوجيا جمع العينات، والتحليل الميداني، وكذلك العلوم الجزيئية، والزراعة، والتصوير، والحساب. بات الفهم الحالي لعلم الأحياء تحت السطحية أمرًا ممكنًا
يتم أخذ العينات من قاع المحيط من خلال عملية حفر الآبار وجمع العينات. ويجب أن تتناسب الأساليب المستخدمة مع الأنواع المختلفة من الصخور، كما أن تكلفة الحفر تقلل من عدد الفتحات التي يمكن حفرها. وقد استخدم علماء الأحياء الدقيقة برامج الحفر العلمية من قبيل: برنامج حفر المحيطات (ODP)، وهناك أيضًا برنامج حفر المحيطات المتكامل (IODP)، والذي استخدم السفينة اليابانية Chikyū.
المحيط الحيوي العميق الأساليب العلمية
والمناجم العميقة تحت الأرض، مثل مناجم الذهب في جنوب أفريقيا، ومنجم بيهاسالمي للنحاس والزنك في فنلندا ، أتاحت فرصًا عديدة لأخذ عينات من المحيط الحيوي العميق. كما تم أيضًا أخذ عينات من باطن الأرض العميق في مواقع مختارة، أو مقترحة لتخزين النفايات النووية، والتي منها على سبيل المثال مستودع جبل يوكا، ومحطة عزل النفايات التجريبية في الولايات المتحدة، وأسبو، والمناطق المحيطة بها في السويد، ومستودع أونكالو للوقود النووي المستنفد والمناطق المحيطة به في فنلندا، ومونت تيري في سويسرا). وقد تم تعزيز الحفر العلمي للطبقات العميقة تحت سطح الأرض من خلال برنامج الحفر العلمي القاري الدولي (ICDP).
المحيط الحيوي العميق الأساليب العلمية
ومن أجل السماح بأخذ العينات تحت الأرض بشكل مستمد، تم تطوير أنواع مختلفة من المراصد. في قاع المحيط، تعمل مجموعة(CORK) على إغلاق فتحة البئر؛ لمنع تدفق مياه البحر. وتستطيع النسخة المتقدمة من CORK من سد العديد من فتحات الآبار، وذلك من خلال استخدام الحشوات، وهي عبارة عن أنابيب مطاطية تتضخم لسد المساحة بين سلسلة الحفر وجدار البئر. وفي الرواسب، تم تصميم أداة القياس البسيطة ذات الكابلات لقياس الحدود في الموقع (SCIMPI) للبقاء وأخذ القياسات بعد انهيار البئر.
وتُستخدم الحشوات أيضًا في باطن الأرض القارية،. ويتم استخدام طرق مختلفة لاستخراج السوائل من هذه المواقع، بما في ذلك أجهزة أخذ العينات الغازية السلبية، وأنظمة الأنابيب على شكل حرف U، وأجهزة أخذ العينات الغازية التناضحية. في ضيق (أقل من 50 مم باستخدام ثقوب ) يمكن خفض أنابيب البولي أميد المزودة بصمام ضغط خلفي لأخذ عينات من عمود كامل من السائل.
المحيط الحيوي العميق الأساليب العلمية
تقوم بعض الطرق بتحليل الميكروبات في أماكنها، بدلاً من استخراجها. وفي علم الفيزياء الحيوية، يتم فحص تأثيرات الميكروبات على خصائص المواد الجيولوجية عن بعد باستخدام الإشارات الكهربائية. ويمكن وضع علامة على الميكروبات باستخدام نظير مستقر مثل الكربون 13، ثم إعادة حقنها في الأرض لمعرفة إلى أين تذهب. وتتضمن طريقة "الدفع والسحب" حقن سائل في طبقة المياه الجوفية، واستخراج خليط من السائل المحقون بالمياه الجوفية؛ ومن ثم يمكن تحليل الأخير؛ بهدف تحديد طبيعة التفاعلات الكيميائية التي حدثت.
الأساليب المستخدمة في علم الأحياء الجزيئي الحديث، تسمح باستخراج الأحماض النووية والدهون والبروتينات من الخلايا، وتسلسل الحمض النووي، والتحليل الفيزيائي والكيميائي للجزيئات باستخدام مطيافية الكتلة، وقياس التدفق الخلوي. ويمكن تعلم الكثير عن المجتمعات الميكروبية باستخدام هذه الأساليب. على سبيل المثال، في منجم ريتشموند في كاليفورنيا، قام العلماء باستخدام تسلسل البندقية من أجل تحديد أربعة أنواع جديدة من البكتيريا، وثلاثة أنواع جديدة من العتائق (المعروفة باسم الكائنات الحية النانوية الحمضية العتيقة في منجم ريتشموند )، و572 بروتينًا فريدًا من نوعه للبكتيريا.
الكائنات الحية الدقيقة العميقة تقوم بتغيير كيمياء محيطها. فهي تستهلك العناصر الغذائية، ومخلفات المنتجات الناتجة عن عملية التمثيل الغذائي. وبالتالي، يمكن تقدير أنشطة الكائنات الحية الدقيقة العميقة عن طريق قياس التركيب الكيميائي في عينات قاع البحر. وتتضمن التقنيات التكميلية قياس تركيبات النظائر للمواد الكيميائية، أو المعادن ذات الصلة.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
من أجل أن يكون للحياة نشاط أيضي، فيجب أن تكون قادرة على الاستفادة من ترموديناميك اللاتوازن في البيئة. ويمكن أن يحدث هذا عندما تتعرض صخور الوشاح الغنية بمعدن الزبرجد لمياه البحر وتتفاعل معها لتكوين معادن السربنتين، والمغنتيت. وترتبط الظروف غير المتوازنة أيضًا بالفتحات الحرارية المائية والبراكين، والنشاط الحراري الأرضي. كما يقوم البشر أيضًا بإنشاء مواطن جديدة للحياة، وخاصة من خلال معالجة الملوثات الموجودة في باطن الأرض.
تتطلب الحياة طاقة كافية لبناء الأدينوزين ثلاثي الفوسفات (ATP). وعندما يتوفر ضوء الشمس، فإن العمليات الرئيسية لالتقاط الطاقة هي التمثيل الضوئي (الذي يستغل الطاقة في ضوء الشمس عن طريق تحويل ثاني أكسيد الكربون إلى جزيئات عضوية )، والتنفس (الذي يستهلك تلك الجزيئات ويطلق ثاني أكسيد الكربون). أما تحت السطح، فالمصدر الرئيس للطاقة يتمثل في تفاعلات الأكسدة والاختزال الكيميائية. ويتطلب ذلك وجود مانح إلكرونات (مركبات قابلة للأكسدة) ومستقبل إلكترونات (مركبات قابلة للاختزال). ومن الأمثلة على هذا التفاعل أكسدة الميثان:
CH 4 هنا، يمثل المانح، في حين أن O 2 يمثل المستقبل.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
تعتمد كمية الطاقة التي يتم إطلاقها في التفاعل الأيضي على قدرة الأكسدة والاختزال للمواد الكيميائية المعنية. مانح الألكترونات لديه إمكانات سلبية. من أعلى إلى أدنى إحتمالية الأكسدة والاختزال، بعض المواد المانحة الشائعة المتاحة في باطن الأرض تتمثل في المادة العضوية، والهيدروجين، والميثان، ومركبات الكبريت المخفضة، ومركبات الحديد المخفضة، وهناك ايضًا الأمونيوم. من الأكثر سلبية إلى الأقل، بعض المستقبلات هي الأكسجين، النترات والنتريت، أكاسيد المغنيت والحديد، مركبات الكبريت المؤكسدة، وثاني أكسيد الكربون.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
ومن بين مجموعة المواد المانحة للإلكترون، تمتلك المادة العضوية أكبر قدرة سلبية على الأكسدة والاختزال. ويمكن أن تتشكل من رواسب من مناطق يتوفر فيها ضوء الشمس، أو تنتجها الكائنات الحية المحلية. ويتم الاستفادة من المواد الجديدة بشكل أسهل من المواد القديمة. وتعتبر المواد العضوية الأرضية (خاصة من النباتات) أصعب في المعالجة من المواد البحرية (العوالق النباتية). وتقوم بعض الكائنات الحية بتحليل المركبات العضوية باستخدام التخمير والتحلل المائي، مما يجعل من الممكن للآخرين تحويلها مرة أخرى إلى ثاني أكسيد الكربون. ويعد الهيدروجين مصدرًا جيدًا للطاقة، ولكن المنافسة تميل إلى جعله نادرًا. وهي غنية بشكل خاص بالسوائل الحرارية المائية. ويمكن لأنواع متعددة أن تجمع بين التخمير، وإنتاج الميثان، وأكسدة الحديد مع استهلاك الهيدروجين. ويتواجد الميثان في الغالب في الرواسب البحرية، على شكل غازي (مذاب أو حر) أو يتواجد في هيدرات الميثان. ويأتي حوالي 20% من المواد العضوية من مصادر غير حيوية (تحلل المواد العضوية) بينما يأتي 80% من المصادر الحيوية (التي تقلل المركبات العضوية مثل ثاني أكسيد الكربون، وأول أكسيد الكربون، والأسيتات ). يتأكسد أكثر من 90% من غاز الميثان بواسطة الميكروبات قبل أن يصل إلى السطح؛ وهذا النشاط هو "أحد أهم الضوابط على انبعاثات الغازات المسببة للاحتباس الحراري، وتغيرالمناخ على الأرض". وتوجد مركبات الكبريت المخفضة مثل: الكبريت العنصري، وكبريتيد الهيدروجين (H 2 S) والبيريت (FeS 2 ) في المنفس المائي الحراري داخل القشرة البازلتية، حيث تترسب عندما تلامس السوائل الغنية بالمعادن مياه البحر. وتترسب، أو تنتج مركبات الحديد المختزلة في الرواسب بشكل رئيس من خلال الاختزال اللاهوائي لأكاسيد الحديد .
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
والمستقبل للإلكترون، الذي يمتلك القدرة الأعلى على الأكسدة والاختزال هو الأكسجين. والذي يتم إنتاجه من خلال عملية التمثيل الضوئي، ويتم نقله إلى قاع المحيط. وهناك، يتم امتصاصه بسرعة إذا كان هناك الكثير من المواد العضوية، وقد يكون موجودًا فقط في السنتيمترات القليلة العليا. في الرواسب الفقيرة بالمواد العضوية، والتي يمكن العثور عليها على أعماق أكبر، حتى في القشرة المحيطية. أما النترات فيمكن إنتاجها من خلال تحلل المواد العضوية أو تثبيت النيتروجين. ويتم الحصول على الأكسجين والنيترات من خلال عملية التمثيل الضوئي، وبالتالي فإن المجتمعات الموجودة تحت الأرض والتي تستخدم هذه الغازات ليست مستقلة حقًا عن السطح.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
الحياة كلها بحاجة إلى الكربون، والنيتروجين، والفوسفور وبعض العناصر النزرة مثل النيكل، والموليبدينوم، والفاناديوم. ويتم تخزين أكثر من 99.9% من الكربون الموجود على الأرض في القشرة الأرضية والرواسب التي تعلوها، غير أن توفر مثل هذا الكربون قد يعتمد على حالة الأكسدة في البيئة. كما يتواجد الكربون العضوي، والنيتروجين، والفوسفور بشكل أساسي في الرواسب الأرضية، والتي تتراكم بشكل رئيسي في الهوامش القارية. يتم إنتاج الكربون العضوي بشكل رئيسي على سطح المحيطات من خلال عملية التمثيل الضوئي، أو يتم انجرافه في المحيطات مع الرواسب الأرضية. ويتم إنتاج جزء صغير فقط في أعماق البحار باستخدام عملية التمثيل الكيميائي. وعندما تحدث عملية هبوط الكربون العضوي من سطح المحيط إلى قاع البحر، يتم استهلاك معظم الكربون العضوي بواسطة الكائنات الحية في مياه البحر. ولا يمكن إلا لجزء صغير من هذا الكربون العضوي الغارق أن يصل إلى قاع البحر ويصبح متاحًا للمحيط الحيوي العميق. وفي أعماق الرواسب البحرية، ينخفض المحتوى العضوي بشكل أكبر. ويتم امتصاص الفوسفور بواسطة أوكسيدات الحديد عندما تتعرض الصخور البازلتية، والكبريتيدية للتآكل، مما يقلل من توفره.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
يبلغ الضغط الجوي عند مستوى سطح البحر -في المتوسط- حوالي 101كيلوباسكال (كيلوباسكال). أما في المحيط فالضغط يزداد بمعدل 10.5كيلو باسكال لكل متر من العمق، ولذلك فعند العمق النموذجي لقاع البحر (3800م) يصل الضغط إلي 38ميجاباسكال (MPa). وفي هذه الأعماق قد تصل درجة غليان الماء إلى أكثر من 400 درجة مئوية. وفي قاع خندق ماريانا، يبلغ الضغط حوالي 110ميجا باسكال. أما في الغلاف الصخري فالضغط يزداد بمقدار 22.6كيلو باسكال/م. الغلاف الحيوي العميق يمكن أن يتحمل ضغوطًا أعلى بكثير من الضغط على سطح الأرض.
والضغط المتزايد يؤدي بدوره إلى ضغط الدهون، مما يجعل الأغشية أقل سيولة. وفي العديد من التفاعلات الكيميائية، تشغل المنتجات حجمًا أكبر من المتفاعلات، لذلك يتم تثبيط التفاعلات بالضغط. ومع ذلك، بعض الدراسات التي تزعم أن الخلايا من السطح تظل نشطة عند ضغط 1جيجاباسكال (GPa)، حوالي 10000 مرة الضغط الجوي القياسي. وهناك أيضًا أنواع من البزوفيلات التي يحدث لها نمو مثالي عند ضغوط تزيد عن 100ميجا باسكال،  وبعضها لا ينمو في ضغوط أقل من 50ميجا باسكال.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
وبداية من عام 2019م، تخضع معظم عينات الكائنات الحية المأخوذة من أعماق المحيط وتحت السطح للضغط عند إزالتها إلى السطح. وهذا يمكن أن يؤدي إلى إلحاق الضرر بالخلايا من خلال عدة طرق، والتجارب التي يتم إجراؤها عند الضغوط السطحية تقوم بإنتاج صورة غير دقيقة للنشاط الميكروبي في المحيط الحيوي العميق. وقد تم تطوير جهاز معالجة العينات تحت الماء المضغوط (PUSH50) للحفاظ علي الضغط في الموقع أثناء أخذ العينات، وبعد ذلك في المختبر.
درجات الحرارة المرتفعة تؤدي إلى إجهاد الكائنات الحية، الأمر الذي يؤدي بدوره إلى زيادة معدلات العمليات التي تضر بالجزيئات المهمة مثل الحمض النووي، والأحماض الأمينية. كما أنه يزيد من متطلبات الطاقة لإصلاح هذه الجزيئات. ومع ذلك، يمكن للخلايا الاستجابة عن طريق تغيير بنية هذه الجزيئات لتثبيتها.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
ويمكن للميكروبات البقاء على قيد الحياة في درجات حرارة أعلى من 100 درجة مئوية.°C، إذا ما كان الضغط مرتفعًا بدرجة كافية لمنع الماء من الغليان. وأعلى درجة حرارة يتم عندها تربية الكائن الحي في المختبر هي 122 درجة فهرنهايت.°C،  وتحت ضغوط تصل إلى 20ميجا باسكال و 40ميجا باسكال. ويمكن القول: أن التقديرات النظرية لأعلى درجة حرارة يمكن أن تدعم الحياة هي حوالي 150 درجة فهرنهايت.°م. الــــ 120 °C يمكن أن يكون خط تساوي درجة الحرارة أقل من 10 أمتار عمقًا عند التلال البحرية في منتصف المحيط، ولكن في بيئات أخرى مثل الخنادق في أعماق البحار يمكن أن يكون عمقها كيلومترات. وتوجد حوالي 39% من حجم الرواسب المحيطية في درجات حرارة تتراوح بين 40 درجة فهرنهايت و100 درجة مئوية.درجة مئوية و 120°م. تشير بيانات التسلسل الزمني الحراري إلى أن الظروف الحرارية الصالحة للحياة في باطن الأرض في هذه البيئات تتراوح إلى حوالي مليار سنة كحد أقصى.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
لقد تم عزل الكائن الحي المحب للحرارة، الميثانية النارية، من خلال فتحة حرارية مائية. حيث توفر الفتحات الحرارية المائية طاقة وفيرة ومواد مغذية. وهناك عدة مجموعات من العتائق والبكتيريا تزدهر في قاع البحر الضحل عند درجات حرارة تتراوح ما بين 80 درجة فهرنهايت (100 درجة مئوية). و105درجة مئوية. وبما أن البيئة أصبحت محدودة الطاقة بشكل أكبر، فإن البكتيريا تستطيع البقاء على قيد الحياة ولكن أعدادها تتناقص. وعلى الرغم من أنه قد تم اكتشاف الكائنات الحية الدقيقة في درجات حرارة تصل إلى 118 درجة فهرنهايت (200 درجة مئوية). وفي الرواسب المستخرجة من باطن الأرض،  فشلت محاولات عزل الكائنات الحية. ويمكن أن تكون هناك أيضًا فترات عمق مع عدد أقل من الخلايا مقارنة بالجزء الأعمق من الموقع. وما زالت أسباب مثل هذه "الفواصل الزمنية المنخفضة، أو الخالية من الخلايا" غير معروفة، غير أنها يمكن أن تكون مرتبطة بالتدفق الجوفي للسائل الساخن. وفي خزانات النفط العميقة، لم يتم ملاحظة أي نشاط ميكروبي بدرجة حرارة تزيد عن 80 درجة مئوية.
المحيط الحيوي العميق شروط الحياة
تعيش الكائنات الحية في ظروف من نقص شديد في الطاقة والمغذيات، في معظم المناطق تحت السطحية. وهذا بعيد تمامًا عن الظروف التي تتم فيها زراعة الخلايا في المختبرات. حيث تمر ثقافة المختبر بسلسلة من المراحل المتوقعة. وبعد مرحلة تأخير قصيرة، هناك فترة من النمو الأسّي حيث يمكن أن يتضاعف العدد في أقل من 20 دقيقة. وتتبع ذلك مرحلة الموت، حيث تموت جميع الخلايا تقريبًا. ويدخل الباقي في مرحلة ثبات ممتدة حيث يمكن أن يستمر لسنوات. ومع ذلك، تحتوي كل خلية حية على ما بين 100 إلى 1000 خلية ميتة تتغذى عليها، وبالتالي لا تزال تحتوي على كميات وفيرة من العناصر الغذائية مقارنة بالسطح السفلي.
وفي باطن الأرض، تقوم الخلايا بتحليل الجزيئات للحصول على الطاقة أو مواد البناء بمعدل أبطأ بمقدار 10 آلاف إلى مليون مرة من المعدل الموجود على السطح. وقد يستغرق تحول الكتلة الحيوية قرونًا أو آلاف السنين. حيث لا يوجد حد معروف للعمر الذي يمكن أن تصل إليه الخلايا. كما يمكن للفيروسات الموجودة أن تقتل الخلايا، وقد يكون هناك رعي من قبل حقيقيات النوى، غير أنه ليس ثمة دليل على ذلك.
ويبدو أنه من الصعب تحديد حدود واضحة للطاقة اللازمة لإبقاء الخلايا حية ولكن ليس للنمو. حيث إنهم يحتاجون إلى الطاقة لأداء بعض الوظائف الأساسية مثل: الحفاظ على التنظيم الأسموزي، والحفاظ على الجزيئات الكبيرة مثل الإنزيمات والحمض النووي الريبوزي (على سبيل المثال، التصحيح والتوليف). ومع ذلك، فإن التقديرات المعملية للطاقة المطلوبة أكبر بعدة أوامر من حيث الحجم من إمدادات الطاقة التي يبدو أنها تدعم الحياة تحت الأرض.
في البداية كان يعتقد أن معظم الخلايا الموجودة تحت الأرض هي بمثابة خلايا خاملة. ومع ذلك، فهناك حاجة إلى بعض الطاقة الإضافية للخروج من حالة الخمول. وهذه ليست استراتيجية جيدة في البيئة التي تكون فيها مصادر الطاقة مستقرة على مدى ملايين السنين، غير أنها تتناقص ببطء. وتشير الأدلة المتاحة إلى أن معظم الخلايا الموجودة في باطن الأرض نشطة وقابلة للحياة.
البيئة منخفضة الطاقة تعمل على تفضيل الخلايا ذات التنظيم الذاتي الأدنى، بسبب عدم وجود تغييرات في البيئة تحتاج إلى الاستجابة لها. وقد يكون هناك متخصصين ذوي طاقة منخفضة. إلا أنه، من غير المرجح أن يكون هناك ضغط تطوري قوي لمثل هذه الكائنات الحية للتطور بسبب معدل دورانها المنخفض ولأن البيئة هي طريق مسدود.