اكتشاف المنافذ المائية الحرارية

اكتشاف المنافذ المائية الحرارية (بالإنجليزية: Discovery of Hydrothermal Vents) يعتبر أحد أهم الاكتشافات العلمية في القرن العشرين، والذي وقع في 17 فبراير 1977 في المحيط الهادئ بالقرب من جزر غالاباغوس. هذا الاكتشاف غيّر فهم العلماء جذرياً لطبيعة الحياة على الأرض وإمكانية وجودها في بيئات قاسية، وأدى إلى تطوير مفاهيم جديدة في علم الأحياء البحرية وعلم البيئة وعلم الأحياء الدقيقة.

 الخلفية العلمية 

 النظرية الجيولوجية 

في أوائل السبعينيات، كانت نظرية الصفائح التكتونية قد ترسخت حديثاً في الأوساط العلمية، وتنبأت بوجود نشاط حراري في التلال المحيطية الوسطى حيث تتباعد الصفائح التكتونية وتتشكل قشرة محيطية جديدة. كان العلماء يتوقعون العثور على ينابيع حرارية شبيهة بتلك الموجودة في حديقة يلوستون الوطنية، لكنهم لم يتوقعوا العثور على حياة مزدهرة حولها.

 البعثات الاستكشافية السابقة 

مهدت بعثتا ساوثتاو (Southtow) وبليادس (Pleiades) في منتصف السبعينيات الطريق للاكتشاف التاريخي، حيث حددتا صدع غالاباغوس كموقع محتمل لوجود المنافذ الحرارية المائية. كما أثبت مشروع فيموس (Project FAMOUS) قدرة الغواصات على استكشاف التلال المحيطية الوسطى بفعالية.

 البعثة الاستكشافية لعام 1977 

 الفريق العلمي والمؤسسات المشاركة 
انطلقت البعثة الاستكشافية التاريخية في 8 فبراير 1977 من قناة بنما على متن سفينة الأبحاث R/V Knorr التابعة لمعهد وودز هول لعلوم المحيطات، بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية الأمريكية. ضم الفريق العلمي:

 جاك كورليس من جامعة ولاية أوريغون (قائد البعثة الجيولوجية)
 روبرت بالارد من معهد وودز هول لعلوم المحيطات
 ريتشارد فون هرتسن من معهد وودز هول لعلوم المحيطات
 جون إدموند من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا
 تانيا أتواتر من جامعة ستانفورد
 ديف ويليامز من هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية

 الأدوات والتقنيات المستخدمة 

اعتمدت البعثة على تقنيات متطورة لذلك العصر، شملت:

 نظام ANGUS (النظام الجيوفيزيائي تحت المائي الموجه صوتياً): قفص فولاذي بوزن طنين مزود بكاميرات وأضواء قوية وأجهزة استشعار حرارية دقيقة تستطيع كشف تغيرات درجة الحرارة بحساسية 0.005 درجة مئوية.
 الغواصة ألفين: غواصة مأهولة قادرة على الغوص إلى أعماق تزيد عن 4000 متر
 نظام الملاحة الصوتية: ثلاثة أجهزة إرسال صوتية أُطلق عليها أسماء "سليبي" و"دوبي" و"باشفول" للتتبع الدقيق

 الاكتشاف التاريخي 

 اليوم الأول: كشف الشذوذ الحراري 
في مساء 15 فبراير 1977، رصد نظام ANGUS ارتفاعاً مفاجئاً في درجة حرارة المياه استمر ثلاث دقائق قرب منتصف الليل، حيث ارتفعت من 2 درجة مئوية (الحرارة الطبيعية في الأعماق) إلى درجات أعلى بشكل ملحوظ. عندما تم تطوير الأفلام الـ 3000 التي التقطها ANGUS، كشفت الصور وجود تجمعات كثيفة من المحاريات البيضاء والأصداف البنية في المنطقة التي سُجل فيها الشذوذ الحراري.

 اليوم الثاني: أول غوصة استكشافية 
في 17 فبراير 1977، نفذت الغواصة ألفين غوصتها رقم 713 التاريخية بقيادة الطيار جاك دونلي ومعه المراقبان العلميان جاك كورليس وتيرد فان أندل. وصلت الغواصة إلى عمق 2500 متر، حيث شاهد الطاقم لأول مرة المياه المتلألئة الدافئة التي تبلغ درجة حرارتها 8 درجات مئوية تتدفق من شقوق في الحمم البركانية.

 المواقع المكتشفة 
اكتشف الفريق العلمي خمسة مواقع رئيسية أطلقوا عليها أسماء وصفية:

1. كلامبيك 1 (Clambake 1): الموقع الأول الذي احتوى على محاريات بيضاء عملاقة يصل طولها إلى 30 سنتيمتراً، وبلح البحر البني، والسرطانات البيضاء، وأخطبوط بنفسجي.

2. كلامبيك 2 (Clambake 2): موقع يحتوي على محاريات ميتة، يُعتقد أنه الموقع الذي اكتُشف في العام السابق.

3. بقعة الهندباء (Dandelion Patch): موقع يحتوي على كائنات برتقالية صغيرة تشبه أزهار الهندباء.

4. فراش المحار (Oyster Bed): موقع لا يحتوي على محار رغم اسمه.

5. حديقة عدن (Garden of Eden): أشهر المواقع، يحتوي على ديدان أنبوبية عملاقة بيضاء بأطراف حمراء زاهية يصل طولها إلى متر ونصف، تتمايل في الماء مثل حقل زهور، مع درجات حرارة تصل إلى 17 درجة مئوية.

 الأهمية العلمية 

 ثورة في علم الأحياء 

كان الاكتشاف ثورياً لعدة أسباب:

 اكتشاف التخليق الكيميائي: لأول مرة، وُجدت نظم بيئية لا تعتمد على ضوء الشمس والتمثيل الضوئي، بل على عملية التخليق الكيميائي باستخدام كبريتيد الهيدروجين والمواد الكيميائية الأخرى
 تحدي المفاهيم البيولوجية: أثبت الاكتشاف أن الحياة يمكن أن تزدهر في بيئات كانت تُعتبر معادية للحياة.
 توسيع نطاق البحث عن الحياة: فتح آفاقاً جديدة للبحث عن الحياة في الكواكب الأخرى.

 الاكتشافات اللاحقة 
منذ عام 1977، اكتُشف أكثر من 500 موقع منافذ حرارية مائية نشطة حول العالم، ووُجد قرابة 600 كائن حي لم يُر من قبل في هذه البيئات.

 ردود الفعل العلمية والإعلامية 

 التفاعل العلمي الفوري 

وصف الجيوكيميائي جون إدموند من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا ردة فعل الفريق العلمي: "بدأنا جميعاً بالقفز صعوداً وهبوطاً. كنا نرقص على الجدران. كانت فوضى. كان الأمر جديداً ومفاجئاً تماماً... كانت رحلة اكتشاف. كانت مثل كولومبس".

 التغطية الإعلامية 

حظي الاكتشاف بتغطية إعلامية واسعة، وكان الصحفي العلمي ديفيد بيرلمان من صحيفة سان فرانسيسكو كرونيكل الصحفي الوحيد على متن السفينة، حيث نشر في 9 مارس 1977 مقالاً بعنوان "اكتشافات مذهلة تحت البحر" وصف فيه الاكتشاف بأنه سيحدث "ثورة" في فهم قاع المحيط العميق.

 التطورات اللاحقة 

 البحوث البيولوجية 
في عام 1979، تم تنظيم بعثة متخصصة ضمت علماء أحياء لأول مرة لدراسة هذه النظم البيئية الفريدة، مما أدى إلى فهم أعمق للعلاقات التكافلية بين الكائنات الحية والبكتيريا الكيموذاتية.

 الاكتشافات العالمية 

توسعت الاكتشافات لتشمل مناطق في المحيط الأطلسي والمحيط الهندي، وحتى تحت الجليد القطبي في المحيط المتجمد الشمالي.

 التأثير على علم الأحياء الفلكي 

أثر الاكتشاف بشكل كبير على علم الأحياء الفلكي، حيث وضع احتمالية وجود حياة في أقمار كوكبي المشتري وزحل التي تحتوي على محيطات تحت سطحها الجليدي، مثل يوروبا وإنسيلادوس.

 تطور فهم الموقع الأصلي 

 متابعة موقع "حديقة الورود" 
أُطلق على الموقع الأصلي اسم "حديقة الورود" (Rose Garden) نسبة للون الأحمر الزاهي للديدان الأنبوبية العملاقة. عادت بعثات علمية للموقع في أعوام مختلفة:

 1985: وجدت البعثة انخفاضاً في أعداد الديدان الأنبوبية مع زيادة في أعداد المحاريات وبلح البحر، رغم بقاء كيمياء المياه متشابهة إلى حد كبير
 2002: اكتشفت البعثة أن الموقع الأصلي قد دُمر بتدفق حمم بركانية في التسعينيات، لكن تم العثور على موقع جديد قريب أُطلق عليه "برعم الوردة" (Rosebud)

 الإرث العلمي 

يُعتبر اكتشاف المنافذ المائية الحرارية نقطة تحول في عدة مجالات علمية:

 علم الأحياء البحرية: توسيع فهم التنوع الحيوي في الأعماق
 علم البيئة: اكتشاف نظم بيئية مستقلة عن الطاقة الشمسية
 علم الأحياء الدقيقة: فهم دور البكتيريا في البيئات القاسية
 علم الأحياء الفلكي: توسيع البحث عن الحياة خارج الأرض
 علوم البحار: تطوير تقنيات الاستكشاف في الأعماق

وقد وصف روبرت بالارد لاحقاً هذا الاكتشاف بقوله: "العثور على المنافذ الحرارية المائية يتفوق بمراحل على العثور على تيتانيك"، مما يؤكد الأهمية العلمية الاستثنائية لهذا الاكتشاف.
 انظر أيضاً 

 دودة أنبوبية كبيرة
 روبرت بالارد

 المراجع 

تصنيف:المحيط الهادئ
تصنيف:علم الأحياء البحرية
تصنيف:معهد وودز هول لعلوم المحيطات