در زیر اقیانوسهای سرد و پرفشار، مولکولهای آب و گاز به هم میچسبند و ساختارهای بلوریای به نام «هیدراتهای گازی» تشکیل میدهند. در یک سفر تحقیقاتی در اطراف قطب شمال، دانشمندان با عمیقترین هیدرات گازی کشفشده تاکنون روبهرو شدند؛ شکافی پنهان در بستر دریا که مجموعهای از یافتههای علمی ارزشمند را در خود جای داده است.
تپههای هیدراتی «فریا» در زیر رشتهکوه مولوی نزدیک گرینلند قرار دارند و در مه ۲۰۲۴ کشف شدند. این سازهها در عمقی نزدیک به ۱۲ هزار فوت (۳۶۴۰ متر) واقع شدهاند و عمیقترین خروجیهای هیدراتی شناختهشده تا امروز به شمار میروند. علاوه بر این، تیم تحقیقاتی یک ستون گاز متان به ارتفاع حدود ۱۰ هزار فوت (۳۳۰۰ متر) را مشاهده کرد که از بستر دریا به سمت بالا حرکت میکرد؛ رکوردی دیگر در این منطقه.
«ما به سامانهای فوقالعاده عمیق رسیدیم که هم از نظر زمینشناسی پویا است و هم از نظر زیستی غنی»، جولینا پانیِری، نویسنده اصلی پژوهش و زمینشناس دانشگاه کافوسکاری ایتالیا، در بیانیهای گفت. «این کشف، درک ما از اکوسیستمهای اعماق دریای قطب شمال و چرخه کربن را دگرگون میکند.»
مقاله مربوط به این کشف در ۱۷ دسامبر در نشریه Nature Communications منتشر شد.
تپههای هیدراتی تازه کشفشده «فریا» در واقع خروجیهای سرد هیدرات گازی هستند. مانند دهانههای گرمابی، این خروجیها معمولاً بهصورت شکافهایی در بستر دریا ظاهر میشوند که سیالات غنی از هیدروکربن از آنها نشت میکند. این دو پدیده شباهتهایی دارند اما در چند نکته مهم با هم متفاوتاند.
برای مثال، خروجیهای سرد—همانطور که از نامشان پیداست—دمای پایینتری دارند و علاوه بر هیدروکربنها، نفت و متان نیز آزاد میکنند. همچنین برخلاف دهانههای گرمابی که بهدلیل منشأ آتشفشانی معمولاً ناپایدار و کوتاهعمر هستند، خروجیهای سرد دوام بسیار بیشتری دارند.
از نظر تئوری، محدودیتی برای عمقی که یک خروجی سرد بتواند در آن پایدار بماند وجود ندارد. اما پیش از کشف فریا، پژوهشگران هیچ خروجیای عمیقتر از حدود ۶۵۰۰ فوت (۲۰۰۰ متر) پیدا نکرده بودند. بنابراین، تپههای فریا با قرار گرفتن در عمق شگفتانگیز حدود ۱۲ هزار فوت، «درک پیشین ما از شکلگیری هیدراتها را به چالش میکشند».
بهدلیل ماندگاری طولانی خروجیهای سرد، مجموعهای متنوع از موجودات دریایی در اطراف این شکافها زندگی میکنند. پژوهشگران در این منطقه جوامع «شیمیساز» را شناسایی کردند؛ موجودات ریزتری که بهجای نور خورشید از مواد شیمیایی تغذیه میکنند، مانند کرمهای لولهای، حلزونها و آمفیپودها که در نزدیکی این خروجی سرد رشد میکنند.
بهطور شگفتانگیزی، بسیاری از موجوداتی که در اطراف خروجیهای سرد یافت شدند، از نظر زیستی با موجودات ساکن دهانههای گرمابی خویشاوندی داشتند. پژوهشگران میگویند این ارتباط باید در برنامهریزیهای آینده برای حفاظت از این زیستگاهها مورد توجه قرار گیرد.
اما ماجرا به همینجا ختم نمیشود. زمانی که تیم پژوهشی سن گاز ترموژنیک و نفت خام نزدیک شکاف را بررسی کرد، مشخص شد که این مواد احتمالاً متعلق به دوره میوسن هستند؛ یعنی حدود ۵ تا ۲۳ میلیون سال پیش. با این حال، پژوهشگران توضیح میدهند که این تپهها تا امروز نیز «بهنظر میرسد در طول زمان شکل میگیرند، ناپایدار میشوند و فرو میریزند».
پانیِری گفت: «اینها رسوبات ثابت و بیحرکت نیستند. آنها ساختارهایی زندهاند که به تکتونیک، جریان گرمایی اعماق و تغییرات محیطی واکنش نشان میدهند.»
آنها در پایان نتیجهگیری کردند که این فرایند پویا، این منطقه را به یک «آزمایشگاه طبیعی فوقعمیق» تبدیل میکند؛ جایی برای مطالعه تعامل زمینشناسی و زیستشناسی در قطب شمال، بخشی حیاتی و در معرض تهدید که هنوز شناخت اندکی از آن داریم.
