آن چه در خصوص اعماق اقیانوس می دانیم و چرا کاوش در آن بسیار خطرناک است؟ - وبلاگ دانشگاه

به گزارش وبلاگ دانشگاه، زیردریایی تایتان بخشی از کوشش نسبتا تازه ای از سوی گردشگران و مشتریانی است که می خواهند اعماق اقیانوس که بخش عمده آن هرگز به وسیله انسان ها دیده نشده را کشف نمایند. اگرچه انسان ها ده ها هزار سال است که سطح اقیانوس را کاوش می نمایند طبق آمار سال 2022 اداره ملی اقیانوسی و جوی ایالات متحده تنها حدود 20 درصد از بستر دریا نقشه برداری شده است. محققان اغلب می گویند که سفر به فضا آسان تر از کاوش در اعماق اقیانوس است. به گفته انستیتو اقیانوس شناسی وودز هول علیرغم آن که 12 فضانورد در مجموع 300 ساعت را در سطح ماه سپری نموده اند تنها سه نفر حدود سه ساعت را صرف کاوش در چلنجر دیپ یا عمیق ترین نقطه شناخته شده بستر دریای سیاره زمین نموده اند. دکتر جین فلدمن اقیانوس شناس بازنشسته ناسا که بیش از سه دهه از عمر خود را در آن آژانس فضایی گذرانده می گوید: در واقع، ما نقشه های بهتری از ماه و مریخ در مقایسه با نقشه هایی از سیاره خود در اختیار داریم.

به گزارش وبلاگ دانشگاه به نقل از سی ان ان، دلیلی وجود دارد که اکتشافات اعماق دریا به وسیله انسان ها بسیار محدود شده است: سفر به اعماق اقیانوس به معنای ورود به قلمرویی با سطوح فشار بسیار زیاد است و هر چه به عمق بیش تری می روید کوشش تان با خطر بیش تری همراه خواهد بود. در آنجا محیط تاریک و تقریبا بدون دید و دما بسیار پایین و سرد است.

زیردریایی ای تایتان حامل پنج سرنشین بود که برای کاوش بقایای کشتی تایتانیک که در 1450 کیلومتری از کیپ کاد ماساچوست و حدود 3800 متری زیر آب نهاده شده است به این سفر کاوشگرانه رفته بودند. این زیردریایی گردشگری که به وسیله Ocean Gate Expeditions یک شرکت خصوصی مستقر در واشنگتن راه اندازی شده بود عصر یکشنبه ارتباط خود را با کشتی مادرش از دست داد.

بسیاری از عواملی که می توانند مکان یابی و بازیابی کشتی را بسیار سخت نمایند دلایلی هستند که اکتشاف جامع کف اقیانوس را کماکان دست نیافتنی می سازند.

دکتر جیمی پرینگل در دانشگاه کیل انگلستان می گوید:جستجوی آب بسیار سخت است زیرا کف اقیانوس بسیار ناهموارتر از خشکی است.

تاریخچه اکتشاف اقیانوس

اولین زیردریایی به وسیله مهندس هلندی کورنلیس دربل در سال 1620 ساخته شد. با این وجود، آن زیردریایی به بخش های کم عمق آب چسبید. تقریبا 300 سال به طول انجامید تا آن که فناوری سونار تصویر واضح تری از آنچه در اعماق اقیانوس نهفته است به دانشمندان ارائه دهد.

یک گام بزرگ رو به جلو در اکتشافات انسانی در سال 1960 میلادی به وسیله تریست نوعی شناور غواصی آزاد در اعماق 109916 متری زیر آب برداشته شد. تنها چند ماموریت از آن موقع به این سو به چنین عمقی رسیده اند. واقعیت آن است که سفر در زیر آب بسیار خطرناک است. بازای هر 10 متر سفر زیر سطح اقیانوس فشار به مقدار یک اتمسفر افزایش می یابد. اتمسفر واحد مقدار گیری ای است که 14.7 پوند بر اینچ مربع است. در نتیجه، سفر به چلنجر دیپ یا عمیق ترین نقطه دنیا می تواند یک وسیله نقلیه دریایی را تحت فشاری قرار دهد که معادل وزن 50 هواپیمای جامبوجت است.

در این فشار کوچک ترین نقص ساختاری می تواند فاجعه ای را به همراه داشته باشد. در طول سفر با شناور تریست در سال 1960 میلادی ژاک پیکارد و دان والش سرنشینان آن گفته بودند که از مشاهده موجودات زنده حیرت زده شده بودند. آنان در آن موقع توانسته بودند به بیش ترین عمق از دریا سفر نمایند.

آن چه در انتهای اقیانوس نهفته است

طبق گفته انستیتو اقیاتوس شناسی وودز هول در ماساچوست در حالی که آن چه که اقیانوس اعماق در نظر گرفته می گردد از 1000 متر تا 6000 متر زیر سطح امتداد دارد گودال های اعماق دریا می توانند تا 11 هزار متر عمق داشته باشند. این منطقه که منطقه هادال یا هادال پلاژیک (فراژرف) نامیده می گردد به نام هادس خدای یونانی عالم اموات نامگذاری شده است. در ناحیه هادال دمای هوا درست بالای صفر است و هیچ نوری از خورشید به آن نفوذ نمی نماید.

به گفته این انستیتو دانشمندان برای اولین بار در سال 1948 میلادی توانستند ثابت نمایند که حیات زیر عمق 6 هزار متر وجود دارد. اکتشافات در گودال چلنجر ژرفترین نقطه شناخته شده در اقیانوس های دنیا قابل توجه بوده است که رخنمون های صخره ای رنگارنگ حاوی ذخایر شیمیایی، آمفی پودها و هولوتوریان را شامل می شوند.

اولین ویدئو از یک موجود زنده که می تواند به طول نزدیک به 18 متر برسد در اعماق دریای نزدیک ژاپن در سال 2012 میلادی ضبط شد. زمانی که یک زیست بوم کاملا بیگانه به وسیله رابرت بالارد زمین شناس دریایی کشف شد و این نوع از تحقیقات با کشف انستیتو اقیانوس شناسی وودز هول در نزدیکی شکاف گالاپاگوس با کرم های غول پیکر، صدف های غول پیکر، و خرچنگ ها و آن چه در دریچه های زیر دریا زندگی می کردند ادامه یافت.

این موجودات غیرمعمول که بعضی از آن ها برای برقراری ارتباط، جذب طعمه و جذب جفت با نور بیولومنسانس می درخشند زیستگاه هایی را در دیواره های شیب دار گودال های اقیانوسی ایجاد نموده اند. این اشکال زندگی برای زندگی در محیط های شدید سازگار شده اند و در هیچ کجای دیگر در سیاره زمین وجود ندارند. آنان به جای تکیه بر نور خورشید برای فرآیندهای اساسی از انرژی شیمیایی حاصل از تراوش های گرمابی و دریچه های تشکیل شده به وسیله ماگمایی که از زیر کف اقیانوس بیرون می آیند استفاده می نمایند.

آب سرد دریا از شکاف های کف دریا نفوذ می نماید و بر اثر برخورد با سنگ های گرم شده به وسیله ماگما تا 400 درجه سانتی گراد گرم می گردد. واکنش های شیمیایی مواد معدنی حاوی گوگرد و آهن را فراوری می نمایند و دریچه ها آب غنی از مواد مغذی را به بیرون می فرستند که از زیست بوم حیات دریایی غیر عادی که در اطراف آن ها جمع شده است پشتیبانی می کند.

محققان از شناور آلوین برای کشف حیات دریایی عجیب، مطالعه تکتونیک صفحات و دریچه های گرمابی و کشف بقایای تایتانیک استفاده نموده اند. محققان انستیتوی وودز هول و ناسا برای توسعه وسایل نقلیه زیردریایی خودمختار بدون احتیاج به سرنشین با یکدیگر همکاری نموده اند که می توانند فشارهای بیش از هزار برابر فشار سطح اقیانوس را تحمل نمایند. این وسایل نقلیه می توانند تنوع حیات زیر اقیانوس را آنالیز نموده و قادر هستند به کشف اقیانوس های قمرهای اطراف مشتری و زحل در آینده یاری نمایند.

پیشرفت فناوری ممکن است کاوش انسان در اعماق اقیانوس ها را غیر ضروری کند. نوآوری هایی مانند ربات های اعماق دریا، تصویربرداری زیر آب با وضوح بالا، یادگیری ماشینی، و توالی یابی DNA موجود در آب دریا به سرعت بخشیدن به سرعت و مقیاس کشف اشکال تازه حیات یاری می نماید.

الکس راجرز بوم شناس دریایی استاد زیست شناسی حفاظتی در دانشگاه آکسفورد می گوید:ما نقشه های بهتری از سطح ماه نسبت به کف دریا داریم زیرا آب دریا برای رادار و سایر روش هایی که ما برای نقشه برداری از زمین استفاده می کنیم مات است. با این وجود، 150 سال اقیانوس شناسی مدرن منجر به درک بهتر بسیاری از جنبه های اقیانوس مانند حیات موجود در آن، شیمی و نقش آن در سیستم زمین شده است.

راجرز می گوید: نقشه برداری از اقیانوس به ما یاری می نماید تا بفهمیم شکل بستر دریا چگونه بر جریان های اقیانوسی تاثیر می گذارد و حیات دریایی در کجا رخ می دهد. هم چنین، نقشه برداری به ما در درک خطرات لرزه ای یاری می نماید. بنابراین، نقشه برداری علمی اساسی محسوب می گردد که برای رفاه، سلامت انسان و تحقیقات علمی اهمیت زیادی دارد.

تصور می گردد که اقیانوس به اصطلاح یک معدن طلا از ترکیبات است و اکتشاف آن به چندین پیشرفت در عرصه زیست پزشکی منجر شده است. اولین داروی مشتق شده از دریا به نام سیتارابین در سال 1969 میلادی برای درمان سرطان خون مورد تایید نهاده شد دارویی که از نوعی از اسفنج دریایی تهیه شده است. کار بر روی ترکیبات زیست فعال در زهر حلزون های مخروطی نوعی نرم تن دریایی منجر به ساخت یک داروی مُسکن قوی به نام زیکونوتید (با نام تجاری پریالت) شد. دانشمندان PCR یا واکنش زنجیره ای پلیمراز را توسعه دادند تکنیکی که به طور گسترده برای نسخه برداری رشته های DNA، با یاری آنزیمی جدا شده از یک میکروب موجود در دریچه های هیدروترمال دریایی استفاده می گردد. هم چنین، یک پروتئین فلورسنت سبز مشاهده شده در چتر دریایی به محققان این امکان را می دهد فرآیندهایی که زمانی نامرئی بودند از جمله توسعه سلول های سرطانی و رشد سلول های عصبی را مشاهده نمایند.

این موارد یاری نماینده اقیانوس ها و ترکیبات موجود در آن به علم پزشکی تنها چند نمونه از موارد سیار زیاد موجود هستند. محققان می گویند اقیانوس و حیات موجود در آن می تواند به بعضی از بزرگترین چالش های پزشکی مانند مقاومت در برابر داروهای آنتی بیوتیکی پاسخ دهد. مطالعه دریا هم چنین می تواند در خصوص چگونگی تکامل زندگی نکات تازه ای را برای مان آشکار سازد.

اقیانوس حاوی بسیاری از شاخه های عمیق حیات است که بیش از 4 میلیارد سال روی زمین تکامل یافته اند. بنابراین، حیات دریایی می تواند در خصوص تکامل موجودات کامل و سیستم های بیولوژیکی خاص مانند ژن های تکاملی و سیستم ایمنی برای مان نکات زیادی را آشکار سازد.