دلیل فوران شعله‌های ابدی آتش درسرتاسر جهان چیست؟

بر فراز کوهی در جنوب‌غربی ترکیه، سال‌ها است که زمین شعله‌ور است. این شلعه‌های ابدی که به‌نام شعله‌های کایمرا معروف‌اند، هزاران سال است که می‌سوزند. افسانه‌های قدیمی می‌گویند این‌ آتش از نفس‌های هیولایی می‌‌آید که نیمی از بز و نیمی از مار و نیمی از شیر است. امروزه، می‌دانیم سوخت این قله‌ی شعله‌ور گازی است که از عمق زمین خارج می‌شود؛ اما این گاز مانند سوخت‌های فسیلی از پوسیدگی گیاهان و جلبک‌ها و حیات جانوری قدیمی نمی‌آید؛ بلکه حاصل واکنشی شیمیایی است که درون سنگ‌ها اتفاق می‌افتد.

مجموعه مطالعاتی که به‌وسیله‌ی گروهی از دانشمندان بین‌المللی با عنوان رصدخانه‌ی کربن عمیق انجام شده، نشان می‌دهد برخلاف تصور پیشین، منبع این گاز در زمین بسیار فراوان است. جوزپه اتیوپه، عضوی از اعضای گروه کشف دلیل شعله‌های کایمرا می‌گوید:
ما این نوع غیرمعمول از متان را در مکان‌های بسیاری کشف کرده‌ایم. این پدیده‌ی نادری نیست.
در دهه‌ی گذشته، دانشمندان صدها ذخایر گاز را در بیش از ۲۰ کشور و حتی در چندین نقطه از بستر دریا کشف کردند که نظیر شعله‌های کایمرا بود. آن‌ها دریافتند دستورالعمل ایجاد این انتشارات گازی پیچیده‌تر از چیزی است که قبلا تصور می‌شد. بندیکت منز، از مؤسسه‌ی فیزیک زمین پاریس می‌گوید:

اکنون درک بهتری از روش‌های مختلف تولید متان داریم. الگوهای بیولوژیکی فقط آن چیزهایی نیستند که ما می‌شناسیم.
این نوع متان که «متان غیرزیستی» نامیده می‌شود، مانند «متان زیستی» نیست که از پوسیده‌شدن اجساد موجودات زنده در سنگ‌های رسوبی حاصل می‌شود. واکنش‌های شیمیایی که این گازها را تولید می‌کنند، آب و سنگ‌هایی را دربر می‌گیرند که گاهی چندین مایل با سطح زمین فاصله دارند. پژوهشگران چندین سال نمونه‌های گاز صدها مکان مختلف را جمع‌آوری و تجزیه‌وتحلیل کردند. آن‌ها با استفاده از ابزارهای خاصی برای کشف سرچشمه‌ی این گازها، دستورالعمل اساسی موجود در اعماق زمین را کشف کردند: هیدروژن را از آب بگیرید و آن را با کربن غیرآلی حاصل از موادمعدنی یا گاز مخلوط کنید. سپس، ماده‌ی معدنی غنی از فلز دیگر را به واکنش اضافه کنید تا فرایند پیش رفته و متان غیرزیستی تولید شود.

وقتی‌که آب به سنگ‌های درون جبّه‌ی زمین نفوذ می‌کند، اغلب هیدروژن حاصل واکنش سرپانتینه‌شدن است. بااین‌حال، دستورالعمل این کار در همه‌جا یکسان نیست و در مکان‌های مختلف ممکن است از موادمعدنی یا کربن‌های ذخیره‌شده‌ی متفاوتی استفاده شود که در آن محیط وجود دارند. هیدروژن نیز به‌جای اینکه از واکنش سرپانتینه‌شدن به‌دست آید، ممکن است در فرایند اصطکاک یا پرتوکافت حاصل شود. شرایط دمایی نیز یکسان نیست و می‌تواند از ۲۵۰ درجه فارنهایت (۱۲۱ درجه‌ی سانتی‌گراد) که می‌تواند از زندگی حمایت کند تا حدود ۹۰۰ درجه‌ی فارنهایت (۴۸۲ درجه‌ی سانتی‌گراد) باشد که در آن امکان حیات وجود ندارد.

شعله‌های ابدی که از میان سنگ‌های پارک ملی المپوس بیدگلاری ترکیه زبانه می‌کشد.

شعله‌های آتش کایمرا نتیجه‌ای از خیس‌شدن سنگ‌های آهکی غنی از کربن‌دی‌اکسید یا کلسیم‌کربنات و سنگ‌های سرپانتینه‌شده‌ی غنی از هیدروژن است؛ اما در اقیانوس‌ها و مکان‌هایی نظیر میدان چاه گرمابی شهر گمشده، در شرایط دمایی شدیدتر بیشتر متان تولید می‌شود؛ یعنی هنگامی‌که سنگ‌های جبّه که زمانی مدفون بوده‌اند، درمعرض آب دریا قرار می‌گیرند.

در همه‌ی این موارد، شاهد شیمی‌سنتز (سنتز شیمیایی) هستیم. می‌توان گفت شیمی‌سنتز نسخه‌ی فتوسنتز در اعماق زمین است، با این تفاوت که انرژی آن را خورشید تأمین نمی‌کند؛ بلکه از واکنشی شیمیایی می‌آید. هر دو فرایند ملکول‌های غیرآلی را به محصولات آلی تبدیل می‌کنند که می‌تواند مورداستفاده‌ی حیات قرار گیرد؛ فرایندی که اساس تمام اکوسیستم‌های موجود روی زمین است. در بعضی موارد، در فرایند شیمی‌سنتز، اسیدآمینه‌ها نیز تولید می‌شوند که واحدهای سازنده‌ی حیات هستند.

پژوهشگران با استفاده از ابزارهای جدید طراحی‌شده برای مطالعه‌ی اعماق زمین، می‌توانند تعیین کنند متان از حیات باستانی یا سنگ‌های بی‌جان منشأ می‌گیرد یا خیر. آن‌ها با انجام چنین کاری می‌توانند اسراری درباره‌ی نحوه‌ی پیدایش حیات روی زمین و نیز امکان وجود حیات در جهان‌های دیگری نظیر مریخ یا انسلادوس را کشف کنند. دانشمندان تصور می‌کنند شیمی‌سنتز احتمالا قدیمی‌تر از فتوسنتز باشد و ممکن است در این واکنش، میکروب‌هایی که از متان تغذیه می‌کنند و میکروب‌هایی که متان تولید می‌کنند، پدید آمده باشند. دکتر منز می‌گوید:

می‌دانیم زندگی از هیچ حاصل نشده است. با یافتن آنالوگ‌هایی درزمینه‌ی تولید متان به‌وسیله‌ی میکروب‌های زنده و نیز تولید متان دراثر واکنش‌های شیمیایی، ممکن است بتوانیم سرنخ‌هایی درباره‌ی منشأ این میکروب‌ها پیدا کنیم. در اوایل تاریخ زمین، حیات ممکن است تقلیدی از فرایندهای طبیعی زمین‌شناسی بوده باشد.
پژوهشگران قصد دارند در آینده، درباره‌ی مقدار متان خارج شده و نیز محل ذخیره‌ی آن مطالعاتی انجام دهند.

منبع: زومیت

763