بهنقل از ساینس آلرت، یک اشتباه در حفاری کف دریای چین جنوبی به کشفی غیرمنتظره درباره توانایی اکوسیستمهای اعماق دریا تبدیل شد. پژوهشگران پس از ایجاد ناخواسته یک نشت متان مشاهده کردند که میکروبها، کرمهای دریایی و دیگر جانداران تنها طی یک تا دو سال اکوسیستمی تشکیل دادهاند که بخش قابلتوجهی از این گاز را مصرف و مهار میکند؛ فرایندی که پیشتر تصور میشد چندین دهه طول بکشد.
اشتباهی که به یک کشف علمی تبدیل شد
ماجرا به سال ۲۰۱۸ بازمیگردد؛ زمانی که زمینشناسان چینی برای بررسی ذخایر گاز طبیعی موجود در رسوبات کف دریا، چاهی به قطر حدود ۲۲ سانتیمتر حفر کردند. پس از پایان عملیات، تلاش کردند دهانه چاه را با گل سنگین ببندند؛ اما این اقدام موفقیتآمیز نبود.
یک سال بعد، ستون عظیمی از گاز متان از بستر دریا خارج شد و تا بیش از یک کیلومتر در ستون آب بالا رفت. دانشمندان در ابتدا تصور میکردند ترمیم طبیعی چنین نشتی ممکن است بین ۶۰ تا ۱۰۰ سال زمان ببرد.
موجودات دریایی سریعتر از انتظار وارد عمل شدند
پژوهشگران با استفاده از اکوسوندرها، دوربینهای زیرآبی و حسگرهای شیمیایی روند تغییرات محل نشت را زیر نظر گرفتند. آنچه مشاهده کردند، همه را غافلگیر کرد.
تنها طی یک تا دو سال، مجموعهای از موجودات دریایی به محل نشت هجوم آوردند و اکوسیستمی شکل گرفت که متان را با سرعتی چشمگیر مصرف میکرد؛ عملکردی که به نمونههای طبیعی و بالغ این اکوسیستمها نزدیک بود.
اولین مهاجران؛ باکتریها و آرکیها
نخستین موجوداتی که در محل نشت مستقر شدند، باکتریها و آرکیهای متانخوار بودند؛ ریزاندامگان تکسلولی که از متان بهعنوان منبع انرژی استفاده میکنند.
در همین زمان، اگرچه تنوع کلی میکروبهای رسوبات کاهش یافت، گونههای مصرفکننده متان به سرعت گسترش پیدا کردند و زمینه را برای ورود دیگر موجودات فراهم کردند.
کرمها، سختپوستان و یک «فیلتر زنده»
پس از میکروبها، موجی از بیمهرگان حفار وارد منطقه شد و لایهای گسترده از کرمهای لولهای روی محل نشت ایجاد کرد. سختپوستان نیز به این اکوسیستم تازه پیوستند.
کرمها هنگام حفاری رسوبات، اکسیژن، نیترات و سولفات را به لایههای عمیقتر منتقل میکنند و همین فرایند به فعالیت بیشتر میکروبهای مصرفکننده متان کمک میکند. در نتیجه، جانوران و ریزاندامگان در کنار هم به نوعی «فیلتر زنده» برای مهار گاز تبدیل شدند.
پیش از حفاری، این اکوسیستم وجود نداشت
بررسیها نشان داد پیش از حفاری سال ۲۰۱۸، در این نقطه هیچ جریان قابلتوجهی از گاز مشاهده نشده بود و تنها تعداد اندکی از موجودات کف دریا در آن زندگی میکردند.
اما با باز شدن این مسیر، متان محبوس آزاد شد و تنها طی چند سال ساختار کل اکوسیستم محلی تغییر کرد؛ تغییری که نشان میدهد دخالت انسان حتی در مقیاسی کوچک نیز میتواند محیطهای اعماق دریا را دگرگون کند.
نشت هنوز ادامه دارد
با وجود تشکیل این اکوسیستم، نشت متان بهطور کامل متوقف نشده است. دادههای سال ۲۰۲۳ نشان میدهد حبابهای متان همچنان از کف دریا خارج میشوند؛ اما ارتفاع ستون گاز از حدود ۱۲۰۰ متر به نزدیک ۸۰۰ متر کاهش یافته است. این موضوع نشان میدهد فیلتر طبیعی تازهتشکیلشده بخشی از گاز را جذب میکند، اما همه آن را از بین نمیبرد.
چرا این کشف اهمیت دارد؟
این پژوهش فقط درباره یک چاه حفاری نیست. رسوبات کف اقیانوسها بزرگترین مخزن متان زمین را در خود جای دادهاند و شکافهای طبیعی یا چاههای قدیمی نفت و گاز میتوانند این گاز را به بیرون نشت دهند.
مطالعات پیشین در دریای شمال نیز نشان داده بودند تعداد زیادی از چاههای متروکه همچنان متان نشت میکنند و سالانه هزاران تن از این گاز وارد محیط میشود.
آیا این متان به جو میرسد؟
پاسخ این پرسش کاملا روشن نیست. برخی شبیهسازیها نشان میدهد اگر نشت در عمقی بیش از ۳۰۰ متر رخ دهد، بخش بزرگی از متان پیش از رسیدن به سطح در آب حل میشود و ممکن است سهم کمتری در گرم شدن جو داشته باشد. با این حال، باقی ماندن متان در آب نیز بدون پیامد نیست.
افزایش غلظت متان میتواند باعث کاهش اکسیژن، اسیدیتر شدن آب و تغییر ساختار اکوسیستمهای محلی شود؛ تغییراتی که در محل نشت دریای چین جنوبی نیز نشانههای آن مشاهده شده است.
نگرانی درباره آینده حفاریهای دریایی
اهمیت این یافته زمانی بیشتر میشود که بدانیم چین طی یک دهه بیش از ۸۰ چاه ارزیابی برای بررسی هیدراتهای متان در دریای چین جنوبی حفر کرده است. هنوز مشخص نیست همه این چاهها بهطور کامل مهر و موم شدهاند یا چه تاثیری بر محیط اطراف خود گذاشتهاند.
پژوهش تازه نشان میدهد حتی افزایش اندک متان در رسوبات میتواند تا شعاع حدود ۵۰۰ متری، غلظت این گاز را بالا ببرد و تنوع میکروبی را بیش از ۳۰ درصد کاهش دهد.
به همین دلیل، هرچند توانایی اقیانوس در ایجاد سریع یک فیلتر طبیعی کشفی امیدوارکننده به نظر میرسد، این واکنش به معنای بیخطر بودن نشتهای انسانی نیست؛ زیرا تغییرات اکولوژیک اعماق دریا ممکن است بسیار سریعتر از آنچه پیشتر تصور میشد رخ دهد.