عيش حسب الشيطان

اكتشاف مذهل يجبر العلماء على إعادة النظر في مسألة ما إذا كانت الحياة يمكن أن توجد حتى في أقسى الظروف على الأرض وفي الفضاء

دوغلاس فوكس

وفي يناير/كانون الثاني 2015، قام باحثون من الأنهار الجليدية بحفر عمود في الجليد، على عمق 740 مترًا، في منطقة الالتقاء بين القارة القطبية الجنوبية والبحر. واكتشف الروبوت الذي تم إطلاقه في أعماق البئر أسماكًا وحيوانات أخرى تتواجد في مياه يبلغ عمقها 10 أمتار فقط، وعلى مسافة 850 كيلومترًا من البحر المفتوح وأشعة الشمس.

ووفقا للنظرية المقبولة، كان من المتوقع أن يكون هذا المكان البعيد خاليا من الحياة تقريبا. لكن الأسماك هناك تتغذى على القشريات الصغيرة، والتي بدورها تتغذى على البكتيريا. ويمكن للبكتيريا الموجودة في هذا المكان المعزول أن تجد غذائها في المخلفات العضوية التي تتساقط من قاع الطبقة الجليدية التي تنزلق إلى الماء. وفي غياب ضوء الشمس ودون عملية التمثيل الضوئي، تستخرج البكتيريا الطاقة من هذه البقايا بطرق غير تقليدية.

ويثير هذا الاكتشاف احتمال وجود الحياة على الأرض في أماكن كانت تعتبر في السابق غير صالحة للحياة، وحتى على الكواكب والأقمار مثل القمر أوروبا الذي يدور حول كوكب المشتري.

وكانت الحياة البحرية آخر ما توقع روبرت زوك ونحو عشرة علماء العثور عليه في يناير/كانون الثاني 2015، عندما انطلقوا لدراسة الأنهار الجليدية في منطقة التقاء القارة والبحر، حيث ينفصل الغطاء الجليدي عن الأرض، وينزلق إلى الماء ويشكل "جرف روس الجليدي". لقد قطعوا كل هذه المسافة إلى هذا الموقع البعيد لمحاولة فهم كيفية استجابة الطبقة الجليدية السفلية، "البطن الناعم" للغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي، والتي تنجرف ببطء نحو البحر، لتغير المناخ. وقد ضمت البعثة العديد من علماء الأحياء المتخصصين في دراسة البكتيريا البدائية، ولكن لم يكن هناك عالم واحد يدرس المخلوقات الأكبر حجمًا.

في 16 يناير/كانون الثاني، اجتمعت المجموعة حول شاشات الفيديو في غرفة مظلمة أقيمت فوق الغطاء الجليدي، مثل مركز تحكم مؤقت مبني داخل حاوية معدنية. لعدة أيام، قامت الجرارات بسحب الصندوق، الذي تم تكييفه بشكل ضيق لغرضه، المثبت على أربع زلاجات عملاقة، إلى جانب نصف مليون كيلوغرام من المعدات والإمدادات، إلى هذه النقطة الواقعة على بعد 850 كيلومترًا من مقدمة الجرف الجليدي المواجه للبحر المفتوح. . وهنا، باستخدام الماء الساخن، قام الطاقم بحفر حفرة بعرض طوق كرة السلة، على عمق 740 مترًا، إلى الإسفين الصغير من الماء المحصور بين قاع البحر بالأسفل، بالقرب من الساحل، والنهر الجليدي فوقه. وللتحقق مما كان يحدث في أعماق الحفرة، قاموا بتعليق روبوت أطلقوا عليه اسم Deep SCINI على كابل وقاموا بإنزاله بعناية عبر حفرة البئر. يحافظ حزام التمرير على الاتصال الإلكتروني بين الروبوت وغرفة التحكم.

Deep SCINI هو روبوت يتم تشغيله عن بعد (ROV)، والذي يجب أن يتحمل البرد القارس والضغط العالي السائد في الأعماق. لكن كان على زوك أن يبنيه ويصممه في سباق مع الزمن، ولم يكن لديه سوى الوقت لاختباره في حمام السباحة. الآن، في الميدان، تابعت مجموعة العلماء بفارغ الصبر لمدة 40 دقيقة الروبوت الضيق، الذي يبلغ طوله مترين، وهو يتدلى إلى الأسفل، أعمق وأعمق في الحفرة. انعكس كل منحنى على طول الجدران الجليدية البيضاء للعمود بشكل ساطع في ضوء المصباح اليدوي المثبت على مقدمة الروبوت، مما خلق انطباعًا بوجود ثقب دودي كوني يؤدي إلى عالم آخر.

تنفس العلماء الذين كانوا يراقبون ما يحدث في الغرفة الضيقة الصعداء عندما اختفت جدران الحفرة فجأة وحل محلها مساحة مظلمة. في هذه المرحلة، مر Deep SCINI بالفعل عبر الجزء السفلي من الجرف الجليدي واخترق كم مياه البحر المالحة، التي يبلغ عمقها 10 أمتار فقط، المحاصرة تحتها. أمام أعينهم، انكشف قاع البحر المقفر والصخري الذي لا حياة فيه، وهي أرض مظلمة ومتجمدة لم ترها عين بشرية من قبل. وكانت عينات المياه التي ضخها فريق العلماء عبر البئر قبل بضعة أيام واضحة وجديدة، دون أي علامة على الحياة. ووصف روس باول، عالم الجيولوجيا الجليدية في جامعة إلينوي الشمالية وأحد قادة البعثة، هذه المنطقة من الساحل بأنها مكان "عدائي للغاية" عندما أبلغ عن النتائج في مكالمة هاتفية عبر الأقمار الصناعية بعد جمع العينات.

قام جاستن بورنيت، الذي كان يقود الروبوت، بتحريك أصابعه عبر لوحة اللمس لتوجيه Deep SCINI إلى أعلى، نحو الجانب السفلي من الجرف الجليدي العائم. كشفت أضواء السيارة التي يتم تشغيلها عن بعد عن سقف جليدي متكتل مغروس في التربة الغرينية. هنا وهناك، انفصلت حبة صغيرة من التراب عن السقف، وتلمع في الضوء وهي في طريقها إلى الأسفل مثل نجم ساقط. لكن بين الحين والآخر، كان هذا الشهاب أو ذاك يتصرف بغرابة: يبدو أنه يغير اتجاهه ويقفز إلى الجانب. لم يتمكن العلماء الذين كانوا يشاهدون المشهد من التأكد من ذلك، ولكن بدا لهم أن هناك شيئًا ما متحرك على شاشة الفيديو.

بدأ برنت بتوجيه Deep SCINI نحو قاع البحر عندما تجمدت الصورة على الشاشة فجأة. أطفأ الروبوت نفسه لتجنب ارتفاع درجة الحرارة، وهو وضع مثير للسخرية إلى حد ما في الماء المتجمد الذي كان فيه، والذي بقي في حالة سائلة عند درجة حرارة ناقص 2 درجة مئوية فقط بفضل ملوحة الماء والضغط الهائل الذي يمارس عليه بواسطة الجليد أعلاه. اتصل زوك بمشغل الآلة، الذي كان في الخدمة خارج غرفة التحكم، وطلب منه إنزال الروبوت إلى الأسفل بينما يقوم فريق العلماء بإعادة تشغيله.

وعندما بدأت كاميرات الفيديو في العمل، أطلق أحد أفراد الطاقم في الحاوية الباردة صيحات حماسية: "انظروا! ينظر! ينظر! انا لا اصدق!" كانت كل الأنظار موجهة إلى اليسار، نحو شاشة الكاميرا متجهة إلى الأسفل، إلى قاع البحر. انزلقت شخصية رشيقة عبر الشاشة، وأصبح شكلها أضيق مثل علامة التعجب، وجسمها الشفاف مزرق، بني، وردي. لقد كانت سمكة بطول سكين مطبخ صغير. وقد فاجأ الحاضرين في الغرفة. لقد اكتشفت البعثة التي أتت إلى هنا لاستكشاف الأنهار الجليدية للتو شكلاً معقدًا من أشكال الحياة في واحدة من أكثر الأماكن عدائية في العالم.

في ذلك اليوم، قضى الروبوت ست ساعات كاملة في الأعماق، التقى خلالها بثلاثة أنواع مختلفة من الأسماك، يبلغ عددها الإجمالي 20 أو 30 فردًا. طار شاتسادايم (مزدوجات الأرجل) مثل الروبيان أمامه. ولاحظ الفريق أيضًا قنديل بحر بنيًا كستنائيًا، ومخلوقًا يشبه قنديل البحر متعدد الألوان يسبح فوقه، على الأرجح من عائلة ماسيركان. قال لي باول بعد فترة وجيزة: "كان الانطباع الذي حصلنا عليه هو أن هناك مجتمعًا بأكمله يعيش هناك". "لم يكن هذا حدثا عشوائيا." اتضح أن هناك حياة غنية في الأعماق التي كانت تعتبر مقفرة.

لقد تغير تعريف المهمة في واحدة. كان ترتيب اليوم هو التقاط أكبر عدد ممكن من هذه المخلوقات حتى يتمكن العلماء من فحصها ودراستها. لذلك قام زوك ببناء مصيدة شبكية مؤقتة، وقام بتثبيتها على Deep SCINI ووضع لحم السمك بداخلها كطعم. عندما تم إنزال الروبوت إلى قاع البحر في المرة التالية، التقطت عدسة الكاميرا عشرات من المقاييس التي تدور حول الفخ مثل الذباب حول سلة المهملات على مدار أربع ساعات. وعندما رفع مشغل الونش الروبوت مرة أخرى إلى السطح، كانت المصيدة تحتوي على أكثر من 50 سرطانًا صغيرًا. وقام الفريق بتجميدها ونقلها بالطائرة إلى محطة أبحاث ماكموردو، المركز اللوجستي الأمريكي الرئيسي في القارة القطبية الجنوبية. استعد زوك وزملاؤه لمغادرة المكان.

وكانت أشكال الحياة المعقدة الموجودة هناك بهذه الوفرة بمثابة اكتشاف مثير. ولا تزال النتائج تثير ضجة في المجتمع العلمي وتقوض الافتراضات التي تم قبولها لسنوات عديدة فيما يتعلق بالحياة على كوكبنا وإمكانية العثور على حياة على نجوم أخرى.

تراكمت الأدلة على وجود الحياة تحت الجليد في القارة القطبية الجنوبية شيئًا فشيئًا. المناخ هناك قاسي بشكل لا يطاق، ورحلات الاستكشاف باهظة الثمن، خاصة تلك التي تتطلب الحفر لمئات الأمتار في عمق الجليد. ولهذه الأسباب، فإن المعلومات القليلة التي تمكن العلماء من جمعها جاءت من مقدمة الرفوف الجليدية، في منطقة البحر المفتوح.

في ستينيات القرن الماضي، اكتشف علماء الجليد بالصدفة مستعمرة من الفقمات التي نجت بأعجوبة على الرغم من بقائها معزولة بشكل دائم على جرف ماكموردو الجليدي، على بعد 60 كيلومترًا من حافة الجرف، وهي مسافة بعيدة جدًا بحيث لا يمكن انزلاقها مرة أخرى إلى البحر. تجمعت الأختام في صدع عميق، حيث انهار الجرف الجليدي تحته. وكانوا يغوصون في الشق بحثاً عن الطعام في مياه البحر في القاع. وتساءل علماء الأحياء عن الطعام الذي يمكن أن تجده الفقمات في المياه المظلمة، حيث يعتقدون أنه لا توجد حياة. بدت هذه الفقمات أكثر بدانة من نظيراتها التي تعيش في منطقة البحر المفتوح، لذلك كان اللغز عظيمًا بشكل مضاعف. لكن العلماء لم يكن لديهم طريقة لحلها.

تم العثور على حل للحل بالصدفة في عام 1975، عندما أجبر الغطاء السحابي المنخفض جون أوليفر على الهبوط بالمروحية التي كان يحلق بها بالقرب من صدع قريب في الجليد. قرر أوليفر، الذي كان في ذلك الوقت عالمًا للمحيطات في معهد سكريبس لعلوم المحيطات في لا جولا، كاليفورنيا، ورفيقته في الرحلة الغوص في هذا الشق. انزلقوا إلى أسفل الجدار الجليدي، تحت سطح الماء، وعلى عمق 40 مترًا، ظهر مشهد غريب لأعينهم: مئات من زنابق البحر الخضراء المتوهجة المزروعة في الجليد. وبعد مرور عام، عاد الاثنان إلى الموقع لجمع بعض زنابق البحر، لكنهما اكتشفا أن المياه كانت مليئة ببلورات الجليد الدوامة، واضطرا إلى التخلي عن الغوص المخطط له. لقد أعادوا خطواتهم كما أتوا، دون جمع الكائنات البحرية أو حتى تصويرها. ولم يبق من اكتشافهم سوى جملة واحدة منسية عن ظهر قلب في مقال علمي عن الأنهار الجليدية.

في عام 2003، وعلى بعد 3,000 كيلومتر، أقام يوكي واتانابي، عالم الأحياء بجامعة طوكيو، معسكرًا على السطح الرقيق للجليد البحري الموسمي بالقرب من جرف رايزر-لارسن الجليدي. هذه البقع الجليدية، التي تتشكل في الشتاء على سطح الماء في المناطق الأمامية من الرفوف الجليدية، أتاحت له البقاء في المقصورة خلال فصل الشتاء ودراسة العادات الغذائية للفقمات. وأظهرت الأجهزة الملحقة بهذه الحيوانات أنها غالبا ما تغوص إلى عمق 150 مترا تحت سطح الماء. ولذلك افترض واتانابي أن الأسماك تتجمع في هذه المنطقة. ولكن عندما قام بربط كاميرا بأحد الأختام، أظهرت الصور الناتجة مخلوقات بحرية ذات أذرع صيد ترفرف معلقة رأسًا على عقب من أسفل الجرف الجليدي: لقد كان اكتشافًا مثيرًا للدهشة للغاية. لذلك افترض واتانبي أن الفقمات تغوص أسفل حافة الرف لاصطياد أي فريسة تتدلى منها.

قليلون كانوا على علم بالاكتشافات التي قام بها أوليفر واتانابي عن طريق الصدفة عندما تم استدعاء زوك في عام 2010 لمساعدة فريق من المهندسين في التحقيق في الحفر الآلي للمياه الساخنة. ومن ثم تم إجراء الحفر في جرف روس الجليدي، في موقع يسمى كولمان هاي، على بعد 10 كيلومترات من مقدمة الجرف، حيث وصل سمك الجليد إلى 250 مترا. بعد ذوبان الفريق عبر الجليد، أرسل زوك الروبوت الخاص به إلى أسفل العمود. وبينما كان يتنقل بالروبوت على طول الجزء السفلي من الجرف الجليدي، اكتشفنا مشهدًا غريبًا على شاشة الفيديو: الآلاف من أذرع صيد شقائق النعمان البحرية، التي بدت وكأنها أشباح. تعيش هذه المخلوقات عادة في قاع البحر، راسية فيه. ولكن هنا كانت زنابق البحر معلقة رأسًا على عقب من قاع الجرف الجليدي، وكانت سيقانها مغروسة في الجليد. تعيش الديدان أيضًا في الجليد في جحورها. وشوهدت أسماك الراي اللساع التي تشبه الروبيان وسرطان البحر الكريل وهي تمر عبر المياه، وكانت الأسماك تسبح هنا وهناك. سبح أحدهم رأسًا على عقب، وبطنه ينزلق على السقف الجليدي. وقال زوك إن المشهد كان "غريبًا تمامًا، وكان آخر شيء توقعنا العثور عليه هناك".

وأصيبت ميريماني دايلي، خبيرة قنفذ البحر في جامعة ولاية أوهايو، بالذهول عندما شاهدت الصور الأولى. "كان رائع. بدوا مثل الخفافيش المتدلية من سقف الكهف. وقال دالي: "لم يخطر ببالي قط أن زنابق البحر يمكن أن توجد هناك".

لم يتخيل أحد نظامًا بيئيًا موجودًا رأسًا على عقب على الجانب السفلي من الجرف الجليدي. لكن يمكن للعلماء على الأقل تقديم تفسير لوجود مثل هذا النظام بناءً على النظرية المقبولة في ذلك الوقت. وأوضح علماء الأحياء أن أشكال الحياة المعقدة تحت الجليد في المناطق الأمامية من الأرفف الجليدية يمكن أن تجد قوتها في مياه المحيط المنقولة مع التيار من البحر المفتوح المشمس القريب. ولكن، وفقا لهذا التفسير، فإن الحياة سوف تتباطأ بسرعة مع زيادة المسافة من البحر المفتوح وأشعة الشمس. سوف تأكل المخلوقات الأصغر والأصغر ما تبقى من الطعام، حتى لا يتبقى أي طعام على الإطلاق. وسيمثل هذا الخط بداية منطقة شاسعة لا تسكنها سوى البكتيريا، وتمتد لمئات الكيلومترات تحت الجروف الجليدية الضخمة التي بحجم دول، باتجاه القارة، إلى منطقة التقاء الغطاء الجليدي باليابسة.

ولا يصل ضوء الشمس إلى هذه المنطقة المعزولة المدفونة بالكامل تحت الجليد، ولا يمكن أن تحدث عملية التمثيل الضوئي هناك على الإطلاق. إن أكثر مناطق قاع المحيط المعروفة لنا هي المناطق المظلمة في أعماق البحار، في قلب المحيطات الشاسعة، على عمق 6,000 متر تحت سطح الماء. تعتمد الحياة في هذه الأعماق على جزيئات العوالق الميتة التي تغوص من الطبقات العليا من الماء التي تنيرها أشعة الشمس في الأعلى. لكن لا يوجد بحر فوق منطقة الالتقاء بين الجرف الجليدي والقارة. وافترض ستايسي كيم، العالم الذي يدرس بيئة أعماق البحر في القطب الجنوبي في مختبرات الأبحاث البحرية في موس لاندنج، كاليفورنيا، أن المنطقة ستكون أكثر عزلة عن أعماق البحر بعدة مرات.

 

قام مشروع الحفر في القطب الجنوبي، ANDRILL، في جامعة نبراسكا لينكولن، والذي مول رحلة عام 2010 إلى القارة القطبية الجنوبية، باستئجار خدمات زوك في عام 2013 لترقية الروبوت الذي بناه، والذي أصبح يعرف فيما بعد باسم Deep SCINI. وقام زوك بتصميم وبناء نوافذ مصنوعة من الياقوت لكاميرات الروبوت وجسم مصنوع من ملايين الكرات الزجاجية الصغيرة المجوفة، بحيث تتحمل ضغط الماء على أعماق تصل إلى 1,000 متر وتسمح بإرسال الروبوت في مهام استكشاف حتى في أعماق البحار. أجزاء أبعد من الجرف الجليدي، تحت طبقات أكثر سمكا من الجليد. عندما تم الانتهاء من المهمة، تمت دعوة زوك للانضمام، إلى جانب Deep SCINI، إلى البعثة البحثية التي قادها باول لمهمة الحفر غير المسبوقة في المنطقة التي يلتقي فيها الجرف الجليدي بالقارة.

يختلف زوك البالغ من العمر 53 عامًا تمامًا عن صورة عالم الأبحاث النموذجي. ولم يكمل دراسته في المدرسة الثانوية قط. وبعد قضاء عدة سنوات في تصميم نماذج مبكرة للهواتف اللاسلكية، تم تعيينه في عام 1997 كرجل صيانة لمحطات ترحيل الراديو ومنارات الملاحة الجوية في محطة أبحاث ماكموردو. زوك وبرنت، طالب الدكتوراه في الروبوتات، عملا لمدة ستة أشهر لإكمال Deep SCINI في الوقت المحدد، حيث عملا 15 ساعة يوميًا في حظيرة خانقة من الطوب في لينكولن، نبراسكا. لقد تلقوا التمويل فقط لتطوير نموذج أولي، وليس روبوتًا للبحث الفعلي. وهكذا، عندما وصل الاثنان إلى موقع الحفر في 2 يناير 2015، كان الروبوت لا يزال يفتقر إلى نظام الملاحة ونظام إدارة الطاقة، مما يجعله عرضة لارتفاع درجة الحرارة.

وبعد انتشال Deep SCINI من البئر عقب اكتشاف السمكة، أنزل الفريق في البئر مجموعة من أدوات البحث الأوقيانوغرافية التي أحضرها باول معه، وتركها في قاع البحر لمدة 20 ساعة. قامت الأجهزة بقياس التيارات في المحيط وملوحة المياه، وهي بيانات قد تشير إلى معدل ذوبان الجليد. كما قاموا برصد تركيزات الأكسجين والمواد الكيميائية الأخرى في الماء، والتي أصبحت بعد الاكتشاف في غاية الأهمية. وطوال الوقت، كانت الأسماك والروبيان تمر بالكاميرا المثبتة في المجموعة.

و"حزت رؤوس" أعضاء الوفد محاولين إيجاد تفسير لوجود مثل هذه الحيوانات في المكان، وجلسوا وناقشوا الأمر خلال الوجبات التي أقاموها. وقال برنت كريستنر، عالم الأحياء الدقيقة بجامعة ولاية لويزيانا الذي أمضى 15 عاما في دراسة الميكروبات في القارة القطبية الجنوبية: "علينا أن نسأل أنفسنا ماذا يأكلون". قاع البحر في هذه المنطقة بعيد جدًا عن ضوء الشمس، وإذا انجرفت المياه من مقدمة الجرف الجليدي إلى المنطقة، فمن المحتمل أنه لم يبق فيها بقايا طعام في نهاية الرحلة البطيئة التي تستغرق سنوات. من البحر المفتوح.

ويزداد الغموض نظرا للكميات الهائلة من الطاقة التي تحتاجها هذه الحيوانات مقارنة بالبكتيريا. توجد الأسماك في أعلى الهرم الغذائي البيئي. وفي أسفل الهرم، تستخدم البكتيريا الطاقة من ضوء الشمس أو المواد الكيميائية لاستخراج جزيئات ثاني أكسيد الكربون الذائبة في الماء وتتكاثر. تأكل Scatsidae البكتيريا وتعيد تدوير الكربون في أجسامها. والسمكة التي في أعلى الهرم تأكل الشاتزاد. لكن نقل الكربون، أو الطاقة، إلى أعلى الهرم الغذائي ليس فعالا بما فيه الكفاية، كما قال جون بريسكو، عالم البيئة الميكروبية في جامعة ولاية مونتانا الذي شارك في قيادة البعثة البحثية هذا العام. هناك حاجة إلى حوالي 100 كيلوغرام من البكتيريا لتغذية كيلوغرام واحد من الأسماك.

يحيط الغموض أيضًا بمليون كيلومتر مربع من الأراضي المخفية تحت الغطاء الجليدي في غرب القطب الجنوبي. قام الباحثون في الأنهار الجليدية بحفر أعمدة في الجليد في عدة نقاط في المنطقة، وصولاً إلى الطين في الأسفل. والطين غني بالأصداف المجهرية للدياتومات التي عاشت هناك منذ 20 مليون إلى خمسة ملايين سنة مضت، وهو دليل على وجود بحر ضحل كان يغطي المنطقة في أوقات سابقة أكثر دفئا. كشفت الخرائط السيزمية عن بعد عن طبقات قديمة من الرواسب يبلغ سمكها مئات الأمتار، وتحتوي على مليارات الأطنان من الكائنات البحرية المتحللة التي ماتت وغرقت في القاع.

وقام فريق العلماء الذي أجرى الحفر البحثي في ​​يناير/كانون الثاني 2015 في منطقة التقاء الجرف الجليدي والقارة، في أوائل عام 2013، بالحفر عبر الجليد على بعد 100 كيلومتر، في المناطق الداخلية من القارة، واكتشف خزان مياه تحت الجليد. تسمى بحيرة ويليامز. (انضممت إليهم في هذه الرحلة). ويشكل الكربون العضوي الناشئ من الطبقات البحرية القديمة 0.3% من الطين الموجود في البحيرة، وهي كمية مذهلة تشبه تلك الموجودة في التربة التي تغذي البراري الصحراوية في الولايات المتحدة الأمريكية. اكتشف الفريق أيضًا البكتيريا في البحيرة. في غياب ضوء الشمس وبدون عملية التمثيل الضوئي، تنتج البكتيريا الطاقة باستخدام الأكسجين الموجود في البحيرة، والذي تستخدمه "لحرق" المواد الكيميائية مثل أيونات الأمونيوم (NHXNUMX).₄⁺) والميثان (CH₄) ترفرف لأعلى من طبقات الكائنات المتحللة في قاعها.

هل من الممكن أن الأسماك الموجودة في المنطقة التي يلتقي فيها الجرف الجليدي بالأرض تتغذى أيضًا من مصدر مماثل؟

عندما تم إنزال Deep SCINI أسفل عمود الحفر، قبل دخول الروبوت إلى مساحة الماء أسفل الجليد مباشرة، أصبحت الجدران الجليدية الزجاجية للعمود مغلقة وتحول اللون الأبيض إلى اللون البني. كان الجزء السفلي البالغ عشرين مترًا من الجليد مدمجًا بنفس النوع من الرواسب الموحلة الغنية بالكربون التي تم اكتشافها في بحيرة ويليامز: وهي مادة متجمدة التصقت بقاع النهر الجليدي أثناء انزلاقها عبر الأرض منذ آلاف السنين.

سقطت أجزاء من هذه الرواسب الموحلة من السقف الجليدي بينما كان Deep SCINI يستكشف المساحة التي تتدفق فيها مياه المحيط. كانت تلك الحبوب الصغيرة من التراب تشبه الشهب. كل يوم، تذوب طبقة من الجليد يبلغ سمكها حوالي مليمتر واحد في قاع الغطاء الجليدي، وبالمناسبة، تتساقط منها الجزيئات الغنية بالمواد المغذية. لاحظ فريسكو أن الشاتزداي انجذب بشغف إلى هذه القطع التي سقطت في سحابة من أسفل العمود بينما كان الروبوت يهز جوانبه. وتساءل عما إذا كان الجليد الذي يمنع مرور ضوء الشمس إلى المكان، يخدم في نفس الوقت كمصدر غذاء للكائنات التي تعيش هناك، ويزودها بالمخلفات العضوية التي تغذي البكتيريا الموجودة في أسفل الهرم الغذائي. وقال فريسكو: "إن الأسماك تحصل على طعامها من الأعلى، وأنا متأكد من ذلك بنسبة 100 بالمائة تقريبًا".

ويشبه فريسكو الأنهار الجليدية التي تنزلق من الأرض بنوع من الناقل البطيء الذي ينقل الجليد الغني بالرواسب الموحلة، والذي يذوب قليلاً عندما يتلامس مع مياه البحر ويطلق في هذه العملية النفايات العضوية المخزنة فيه في الماء. يذوب الجليد الموحل بمعدل سريع إلى حد ما، بحيث يتم إطلاق الحمولة الكاملة على طول 40 كيلومترًا من الساحل. وقال سلافوك تولاتشيك، عالم الجليد في جامعة كاليفورنيا، سانتا كروز، الذي قاد بعثة هذا العام مع باول وفريسكو، إن هذا الدش من الرواسب الموحلة "يمكن أن يساعد في تخصيب مياه البحر وإنشاء منطقة صالحة للسكن" في الجزء الخلفي من الجرف الجليدي.

ويمكن العثور على مثل هذه الموائل المعزولة على طول الساحل، مختبئة تحت الجروف الجليدية العائمة، في مناطق التقاء الأرض والبحر التي تمتد لأكثر من 20,000 ألف كيلومتر حول ساحل القطب الجنوبي. تخيل أنك تنظر إلى القارة القطبية الجنوبية من الفضاء، ومن خلال الجليد يمكنك رؤية حلقة بعرض 40 كيلومترًا من الأسماك وغيرها من الحيوانات التي تحيط بالساحل بأكمله: نظام بيئي واسع ومزدهر، وليس هيكلًا سفليًا هامدًا.

ولكن حتى في المساحات الشاسعة من المحيط المظلم تحت الجليد، بين هذه الواحة البحرية والبحر المفتوح، يمكن العثور على الحياة. وفي عام 1977، حفر العلماء عمودًا واحدًا في جرف روس الجليدي، على بعد 475 كيلومترًا من البحر المفتوح، وفتحوا نافذة على عمود مائي بعمق 240 مترًا. التقطت الكاميرا التي تم إنزالها من خلال الحفرة عدة مئات من الصور لقاع البحر، وشوهدت الأسماك في اثنتين منها. كما شوهدت شاتسادايم فيهم. يقول كيم: "لم يعلق الناس أهمية كبيرة عليه في ذلك الوقت". ولكن الآن، بعد اكتشاف الأسماك في بيئة أكثر عزلة وبعيدة عن البحر المفتوح، يبدو أن هذه الملاحظة التي تم إجراؤها منذ سنوات تستحق اهتمامًا خاصًا.

هذه الرؤية، بأن هناك حياة غنية تحت الرفوف الجليدية، أصبحت أكثر روعة اليوم. وتُظهر الصور الرادارية الحديثة المخترقة للجليد من الطائرات، والتي تتيح رسم خرائط للبنية ثلاثية الأبعاد للغطاء الجليدي، أن المياه تنشأ من ذوبان الجليد، وهي أخف من مياه البحر لأنها تحتوي على كمية أقل من الملح، وتتدفق في مسارات محددة جيدًا نحو الجليد. البحر المفتوح، لقرون عديدة تحت الجليد، بدءًا من المنطقة التي انفصلت فيها الطبقة الجليدية عن الأرض. يقول ديفيد هولاند، عالم المحيطات في جامعة نيويورك: "إنه نهر عكسي". وتقوم هذه الأنهار المقلوبة بإذابة الجليد في مسارها وتحفر فيه قنوات يمكن أن يتراوح عرضها من 500 إلى 3,000 متر، ويصل عمق اختراقها إلى السقف الجليدي إلى 200 متر. وإذا كانت هذه الأنهار تحمل معها الحطام العضوي المنطلق مع ذوبان الجليد، فقد تغذي الكائنات الحية عبر هذه القنوات العكسية.

ويزداد الإحساس بالعجب من وجود الحياة في مثل هذه الأماكن النائية على الأرض عندما يقوم علماء الأحياء بفحص الصور والعينات الحيوانية التي قدمها زوك. ومن المثير للإعجاب أيضًا صور شقائق النعمان البحرية المعلقة رأسًا على عقب من السقف الجليدي والتي تم جمعها في عام 2010 في مدرسة كولمان الثانوية (تم نشر المعلومات فقط في عام 2013، بعد تأخير طويل). الاكتشاف المذهل هو أن هذه الأنواع من المخلوقات التي تعيش في مثل هذه الظروف القاسية هي، بشكل مدهش، مخلوقات طبيعية تمامًا. يقول دالي: "الموطن غريب للغاية، ولكن لا يوجد شيء غير عادي في المخلوقات التي تعيش هناك".

على سبيل المثال، تنتمي شقائق النعمان البحرية إلى عائلة معروفة من المخلوقات الشائعة في جميع أنحاء العالم. يقول دالي: "من الناحية التشريحية، لا يوجد شيء غير متوقع بشأنهم". لا توجد غدة خاصة أو عضو آخر لم يتم رؤيته حتى الآن يمكن أن يفسر كيف يحفرون في الجليد ولا يتجمدون حتى الموت. من الممكن أن يتمكنوا من البقاء على قيد الحياة باستخدام الملح الذي يركزونه حول أجسادهم، والذي يمكن استخدامه كعامل مضاد للتجمد. ومع ذلك، لاحظت دايلي علامة واحدة على التكيف التطوري: بيضها دهني بشكل خاص، لذا فهي تطفو على السقف الجليدي أعلاه بدلاً من أن تغوص في قاع البحر.

من المحتمل أن تنتمي شاتسادس الحمراء الشبيهة بالجمبري التي تم اكتشافها في يناير 2015 إلى مجموعة معروفة من المخلوقات التي تعيش في قاع أعمق محيطات العالم. "مختلف الزبالين"، كما تسميهم كاثلين كونلان، عالمة الأحياء البحرية في المتحف الكندي للطبيعة في أوتاوا. ووفقا لها، في القارة القطبية الجنوبية، "إذا كان هناك مصدر للمواد العضوية موجود في الرواسب [الموجودة في الجليد أعلاه]، ويسمح بتطور البكتيريا، فيمكن للشاتسادا أن تلتهمها".

كما أن الأسماك ذات اللون البني المزرق والوردي التي تم التقاطها بالكاميرا مألوفة أيضًا. وقد حددها آرثر ديفريز، خبير الأسماك من جامعة إلينوي في أوربانا شامبين، والذي درس الأسماك في القارة القطبية الجنوبية منذ حوالي 50 عامًا، على أنها السمكة الفضية في القطب الجنوبي، وهي واحدة من أكثر الأنواع شيوعًا في المياه الساحلية للقارة. ومن المفارقات أن هذه الأسماك حساسة للبرد ويمكن أن تتجمد بسهولة حتى الموت.

إن اكتشاف مثل هذه المخلوقات الدنيوية في مثل هذه الأماكن الغريبة يشير إلى حقيقة أساسية: إن الأماكن النائية على وجه الأرض والتي لم يتم استكشافها بعد ليست بالضرورة معادية كما كنا نعتقد. تقول بريتاني شميدت، عالمة الكواكب في معهد جورجيا للتكنولوجيا: "إننا نعتبر أنفسنا السلطة في كل ما يتعلق بكوكبنا". وتقول إن اكتشاف شهر يناير "يُظهر لنا مدى سذاجتنا". "هذا هو الدرس الحقيقي بالنسبة لي."

في الواقع، يمكن أن توجد أشكال معقدة من الحياة في أماكن مختلفة وغريبة كانت تعتبر حتى الآن غير صالحة للسكن. كثيرا ما نحدد البيئة الصالحة للسكن من حيث وجود الماء السائل سواء على الأرض أو على الكواكب أو الأقمار الأخرى. ويرى شميدت الأمور في ضوء مختلف: "أحاول العثور على مصادر جيولوجية للطاقة"، ففي الأماكن التي يوجد فيها نشاط تكتوني أو حيث توجد أنهار جليدية منزلقة، على سبيل المثال، قد يرتفع الكربون الناشئ من الطبقات الرسوبية القديمة مرة أخرى على السطح ويخدم كمصدر للغذاء. وتقول: "هذه الدورات يمكن أن تحافظ على الحياة".

الاكتشافات الإضافية من الفترة الأخيرة توفر الدعم لهذه الطريقة في التفكير. تم اكتشاف أسراب من الديدان في قاع البحر في خليج المكسيك، في كتل جليدية مصنوعة من هيدرات الميثان، وهو شكل صلب غريب من الغاز الطبيعي والماء يتشكل تحت ضغط عالٍ، يبرز من قاع البحر. على الرغم من أن البيئة المعيشية للديدان غريبة للغاية، إلا أن قائمتها نموذجية لهذه المخلوقات: البكتيريا، التي تتغذى بدورها على غاز الميثان. وقد تم العثور على ديدان من نوع مختلف في المياه المتدفقة عبر شقوق الصخور، على عمق ثلاثة كيلومترات تحت سطح الأرض، حيث تتغذى على البكتيريا التي تجد غذائها في المعادن الموجودة في الصخور. بل إن بعض البكتيريا التي تعيش في الأعماق تعيش، إلى حد ما، على الطاقة النووية، لأنها تستهلك الهيدروجين الناتج في عملية تحلل اليورانيوم والعناصر المشعة الأخرى.

وفي هذا السياق تجدر الإشارة إلى بحيرة فوستوك، وهي بحيرة تحت الجليدية تقع في شرق القارة القطبية الجنوبية، في عمق القارة، على بعد 1,500 كيلومتر من موقع الحفر الذي ذهبت إليه البعثة البحثية في يناير 2015. والبحيرة مدفونة تحت طبقة جليدية على عمق 3,700 متر. سميك، وقد تم عزله تمامًا عن الهواء وأشعة الشمس لمدة 15 مليون سنة. وفي تسعينيات القرن الماضي، قام العلماء الروس بالتنقيب في الجليد حتى الجزء الأمامي من البحيرة، دون اختراق البحيرة نفسها، وضخوا الجليد الذي تجمد فوق سطح مياه البحيرة. كان رد فعل علماء الأحياء القطبية المشهورين متشككًا، بل وحتى سخريًا، عندما نشر سكوت روجرز، عالم الأحياء بجامعة بولينج جرين ستيت في أوهايو، في عام 90، نتائج اختبار الحمض النووي الذي عُثر عليه محصورًا في الجليد. واكتشف آثار الحمض النووي لمخلوقات بحرية تعيش على ما يبدو في البحيرة، بما في ذلك زنابق البحر وسرطان البحر.

يقول تولاتشيك عن النتائج التي توصل إليها روجرز: "أعتقد أننا يجب أن نكون منفتحين على الفكرة". على الرغم من أن بحيرة فوستوك مدفونة عميقًا جدًا في الجليد، فمن المحتمل جدًا أنها تحتوي على كميات كبيرة من الأكسجين، الذي يدخل مياه البحيرة مع انطلاق أسابيع الهواء القديمة من ذوبان الجليد أعلاه.

قد تحدث عملية مماثلة على سطح أوروبا، وهو قمر مغطى بالجليد يدور حول كوكب المشتري. ويعتقد العلماء أنه تحت الغطاء الجليدي لأوروبا، الذي يتراوح سمكه بين 10 إلى 20 كيلومترًا، يختبئ محيط داخلي من الماء السائل. وجد شميدت وآخرون أدلة على وجود تيارات قوية في المحيط الداخلي لأوروبا، مدفوعة بدورات المد والجزر التي تحدث تحت تأثير مجال جاذبية المشتري وتولد حرارة الاحتكاك. وبافتراض أن الحرارة تتسبب في ذوبان الغطاء الجليدي، فإن هذا قد يسمح بوجود نظام بيئي مماثل لذلك الموجود في القارة القطبية الجنوبية، أو بحيرة ويليامز تحت الجليدية، أو تحت الجرف الجليدي البحري. يمكن أن تسبب التيارات الدافئة نوعًا من النشاط التكتوني، حيث يغوص الجليد الموجود على سطح يوروبا ويذوب في المحيط الداخلي، حاملًا معه إمدادات ثابتة من الأكسجين والمواد الأخرى.

إن اكتشاف كائنات حية في الماء في مناطق الالتقاء بين القارة والجرف الجليدي يثير العديد من التساؤلات. وبعد أن يرسم باول خرائط لتيارات المحيط التي تصل إلى هذه المنطقة ويقدر معدل الاحترار هناك، سيكون من الممكن معرفة المعدل المتوقع لذوبان الجليد لإطلاق العناصر الغذائية المخزنة. ستوفر مجموعة الأدوات التي أنزلها تولاتشيك إلى أعماق البئر قبل أن يتم إغلاقها بالجليد مزيدًا من المعلومات حول تيارات المحيط. تقيس الأجهزة زاوية ميل الجرف الجليدي، والتي تتغير مع دورات المد والجزر اليومية، وترسل البيانات أسبوعيًا عبر الاتصالات عبر الأقمار الصناعية. سيقوم فريسكو وكريستنر بفحص محتويات أحشاء الشاتزيد التي جمعوها وتحليل بصمتها الجينية لمعرفة ما تتغذى عليه. سيقومون أيضًا بتحليل تسلسل الحمض النووي للبكتيريا الموجودة في الماء والطين لتحديد مصادر الطاقة التي تحرك هذه الشبكة الغذائية: أيونات الأمونيوم أو الكبريت أو المواد الكيميائية الأخرى.

ويأمل باول في العودة إلى المنطقة مع روبوت أكبر سيكون قادرًا على الاستكشاف بشكل أعمق تحت الغطاء الجليدي، وتسجيل ما يحدث في الأعماق بالفيديو وقياس تركيزات المواد الكيميائية في الماء. يأمل زوك في اصطياد بعض الأسماك الحية والمخلوقات الأخرى. على أية حال، فهو بالتأكيد يشعر بأنه محظوظ بالنظر إلى أداء Deep SCINI حتى الآن. قال لي زوك بينما كانت البعثة تحزم أمتعتها في كانون الثاني (يناير) الماضي: "القاعدة الأساسية [في القارة القطبية الجنوبية] هي عدم نجاح أي مشروع تكنولوجي كبير في عامه الأول". كان نجاح Deep SCINI "معجزة صغيرة".