لربما يبدو أننا نقف الآن على أرض صلبة،
لكننا لسنا كذلك.
الصخور والتربة التي نقف عليها مليئة بشقوق وتصدعات صغيرة،
وكذلك مسام فارغة.
وهذه الفراغات مليئة بأعداد هائلة من الميكروبات،
مثل هذه.
أعمق نقطة داخل الأرض حتى الآن وجدنا فيها كائنات حية ميكروبية
هي على عمق 5 كيلومترات.
مما يعني أنك إذا وجهت نفسك نحو باطن الأرض،
وبدأت تجري نحو ذلك الباطن،
فإنك ستجري مسافة 5 كيلومترات كاملة، وستظل الميكروبات ترافقك طوال هذه المسافة.
ربما أنك لم يسبق أن فكرت في هذه الميكروبات،
التي تقبع تحت قشرة الأرض،
ولكن من المحتمل جدًا أنك فكرت في الميكروبات التي في أمعائنا
إذا جمعت كل الميكروبات التي في أمعاء
كل البشر والحيوانات على كوكبنا،
فإنها ستزن حوالي 100 ألف طن من الميكروبات.
وهو عدد ضخم من الأحياء الدقيقة التي نحملها في بطوننا كل يوم.
علينا أن نكون فخورين.
(َضحك)
لكنه يتضاءل إذا ما قورن بعدد الميكروبات
التي تغطي كامل سطح الأرض.
مثل تلك التي في التربة والأنهار والمحيطات.
مجموع هذه الميكروبات يزن حوالي 2 بليون طن.
بل في الحقيقة، معظم الميكروبات على كوكب الأرض
ليست موجودة في المحيطات ولا في أمعاء المخلوقات ولا حتى في مياه المجاري.
الغالبية العظمى من الميكروبات تعيش وتتواجد تحت سطح القشرة الأرضية.
وتزن مجموعًا يقدّر بحوالي 40 مليار طن.
وهذه أحد أكبر الكتل الحيوية على الكوكب.
إلا أننا لم نكن نعلم بوجودها سوى قبل عقود قليلة من الزمان.
ولذلك، فإن احتمالات ما تبدو عليه الحياة هناك في الأسفل،
أو احتمالات ما يمكن أن تؤثر به على البشر،
هي غير محددة.
هذه الخريطة تظهر نقطة حمراء
لكل منطقة تم أخذ عينات جيدة من على عمق كبير تحت سطح الأرض.
وَفْقاً للطرق الحديثة لعلم الميكروبات
ربما ستندهش
بأننا توصّلنا إلى حصر عالميٍّ شامل مقبول،
ولكن في الواقع، لو أنك تذكرتَ بأن هذه هي الأماكن الوحيدة
التي سحبنا منها العينات، وتبدو أقل سوءًا.
لو أننا جميعًا في مركبة فضائية،
نحاول رسم خريطة للعالم فقط من خلال هذه العينات،
لمَا أمكننا ذلك أبدًا.
لذلك أحيانًا يقولون لي:
"نعم، هنالك العديد من الميكروبات تحت السطح، ولكن..
هل هي نوع من الأحياء الخاملة؟
هذه نقطة جوهرية.
بالنسبة إلى شجيرة "فيكس" أو ميكروب الحصبة أو مع خنزير غينيا المفضل لصغيري
هذه الميكروبات ربما لا تقدّم الكثير على الإطلاق.
إننا نعرف أنها يجب أن تكون بطيئة، لأنها تتواجد بأعداد كبيرة جدًا.
ولكن إذا بدأت جميعها بالانقسام بذات معدل "E. coli"،
وبالتالي سيضاعف ذلك وزن كامل الكرة الأرضية بما في ذلك الصخور.
خلال يوم واحد.
في الحقيقة الكثير منها ربما لم يتم عملية انقسام خلوي واحدة،
منذ عصرلمصر الفرعونية.
إنه أمر عجيب يدعو للجنون.
كيف يستوعب عقلك حقيقة تلك الكائنات التي تعيش لدهور طويلة؟
ولكنّي فكّرت في تشبيه يروقُ لي حقًا،
ولكنه غريب ومعقّد.
أتمنّى أن تصلوا معي جميعًا إلى هذا.
هيّا، لنحاول!
إن الأمر أشبه بمحاولة لتحديد حقبة من عُمْر شجرة..
لو أنك عشتَ ليوم واحد فقط.
كما لو كان عُمْر الإنسان هو يوم واحد فقط، بينما نحن نعيش في الشتاء،
وبالتالي، فإنك ستتحرك طيلة حياتك
دون أن ترى أي شجرة ذات ورقة وحيدة خضراء.
وسوف يتواجد العديد من الأجيال
ويُفترض أن تتعاصر في شتاء واحد
وربما لا يكون بوسعك أن تحصل على كتاب تاريخ
من شأنه أن يذكر أي شيء آخر غير حقيقة أن الأشجار عبارة عن سيقان خاوية
وهذا لا يؤدي إلى نتيجة.
بطبيعة الحال، هذا مزاح.
إننا نعرف أن الأشجار حتمًا تنتظر الصيف
ومن ثمّ تستعيد النشاط.
لكن لو أن حياة إنسان كاملة
كانت بشكل ملحوظ أقل من حياة تلك الأشجار،
فلسوف نكون غافلين تمامًا عن هذه الحقيقة البديهية.
وبالتالي، حين نزعم أن هذه الميكروبات عميقًا في باطن الأرض هي مجرد كائنات خاملة،
فهل نُشبه من ماتوا بعد يوم واحد فقط، بينما كانوا يحاولون اكتشاف دورة حياة الأشجار؟
ماذا لو أن هذه الأحياء العميقة تحت السطح
ينتظرون مجرد مجيء نسختهم الصيفية،
ولكنّ أعمارنا قليلة جدًا لإدراك تلك النسخة؟
لو أنك أخذت ميكروبات من المستوى "E. coli" ثم أخضعتها في أنبوب الفحص،
من دون أي تغذية،
وتركتها في هذا الأنبوب لشهور أو لسنين،
بالطبع، أغلب الخلايا سوف تموت، بسبب الحرمان من الغذاء.
ولكن عددًا من الخلايا سينجو.
لو أنك أخذت هذه الخلايا القديمة الناجية
وأخضعتها مجددًا لتحدٍ من حرمان الغذاء،
في مواجهة ميكروبات جديدة وسريعة النمو من المستوى"E. coli"،
فإن العناصر الباقية الأشد قسوة ستهزم العناصر الجديدة المغرورة
في كل مرة.
وبالتالي، فإن هذا دليلًا على وجود تدافع تطوّري.
يجري بشكل غاية في البطء.
لذا، فإنه من المحتمل
ربما علينا ألا نسوّي بين البطء من جانب وعدم الأهمية من جانب.
ربما ميكروبات كهذه خارج بؤرة الاهتمام
بوسعها أن تكون مفيدة للبشرية.
حسنًا، بعيدًا جدًا عمّا نعلم،
هنالك طريقتان للحياة تحت سطح الأرض.
الأولى تكون بانتظار الغذاء أن ينساب من فوق سطح الأرض،
مثل محاولة التغذي على فضلات طعام متبقية من رحلة ترفيهية كانت منذ ألف عام.
وهي طريقة مجنونة للبقاء على قيد الحياة،
ولكن يبدو صعبًا التعرف على الكثير من الميكروبات في عُمق الأرض.
الطريقة الأخرى المحتملة هي بالنسبة إلى نوع من الميكروبات، فقط يقول:
"نعم. أنا لست في حاجة للبقاء على السطح.
أنا بخير هنا تحت السطح."
بالنسبة للميكروبات التي تسلك هذا الطريق،
يتوجّب عليها أن تتحصّل على أي شيء يُبقيها على قيد الحياة
من باطن الأرض.
بعض العناصر في الواقع يكون التحصّل عليها أيسر من نظائرها.
إنها مُهمَلةٌ في باطن الأرض،
كما المياه أو العناصر الغذائية، مثل النتروجين، والحديد، والفسفور،
أو أماكن صالحة للعيش.
إنها أمورٌ، حرفيًا، نقتل بعضنا بعضًا من أجل الاستيلاء عليها
هنا، في عالم ما فوق السطح.
ولكن تحت السطح، فإن المشكلة تصادف طاقة كافية.
فوق سطح الأرض،
بمقدور النباتات أن توحّد بين جزيئات الكربون وثاني أوكسيد الكربون في شكل سُكّري
بسرعة أكبر من سرعة الفوتونات الشمسية التي تضرب أوراق النباتات
ولكن تحت السطح، بالطبع، ليس هناك أشعة شمسية،
ولذا، يتوجّب على النظام البيئي أن يعالج المشكلة
التي تتعلق بمَنْ سيعتزم تحضير الطعام للآخرين.
تحت السطح يحتاج لشيء ما على نحو النباتات
ولكن يعيش على الرواسب.
لحسن الحظ، يوجد شيءٌ ما،
ويُدعى، "chemolithoautotroph"!
(ضحك)
وهو عبارة عن ميكروب يستخدم الأساليب الكيميائية -- "chemo"،
من الرواسب -- "litho"،
من أجل إعداد الغذاء -- "autotrogh".
وبمقدور هذا النوع تحقيق ذلك مع ما يزن طنًا من العناصر المختلفة.
يقومون بهذا مع السلفا، والحديد، والمنجنيز، والنتروجين، والكربون،
والبعض منها يشارك مباشرة بالإلكترونات النقية.
كما لو كنت تقطع نهاية مُوصّل كهربائي،
ليتنفّسوا بها كما اسطوانة الغطس.
(ضحك)
هذه الـ"chemolithoautotrophs"
تدّخر الطاقة التي تتحصّل عليها من هذه العمليات
وتستخدمها لإعداد الطعام، كما تفعل النباتات.
ولكننا نعرف أن النباتات تقوم بما هو أكثر من مجرد إعداد الطعام.
إنها أيضًا تنفّث منتجًا، هو الأكسجين،
الذي نعتمد عليه بنسبة 100%.
ولكنّ المنتج الذي تنفّثه هذه الـ"chemolithoautotrophs"
غالبًا ما يكون في الشكل الصلب،
مثل الصدأ أو البايرايت، أو مثل نثرات الذهب،
أو الكارمينايت، أو كما الحجر الجيري.
بناءً عليه، فإن ما لدينا هي ميكروبات بطيئة للغاية، كما "الرسوبية"،
أي التي تستمد طاقتها من الرواسب،
التي تنفّث غذائها إلى نظيراتها الرسوبية.
لذا، هل أنا بصدد التحدث في علم الأحياء!؟ أم أنني بصدد التحدث في الجيولوجيا!؟
هذه المواد الأوليّة تطمس الخطوط الفاصلة!
(ضحك)
لذا، إنني أود القيام بالآتي:
سأكون عالمة الأحياء التي تَدرس الميكروبات
كذلك النوع من الميكروبات "الرسوبية"،
ومن ثمّ، ينبغي أن أبدأ دراسة الجيولوجيا.
وما هو الجزء الأمتع من الجيولوجيا؟
البراكين.
(ضحك)
هذا ما يبدو من داخل فُوهة بركان "بواس" بكوستاريكا.
الكثير من البراكين على الأرض تنشأ بسبب لوح تكتوني محيطي
يصطدم بلوحٍ قاريٍ.
بينما ينخسف هذا اللوح المحيطي
أو يسلك طريقه أسفل اللوح القاري،
فإن مواد مثل الماء، وثاني أكسيد الكربون، وغيرها من العناصر
تنضغط خارجًا عن هذا.
مثل طنين منشفة رطبة.
في هذه الطريقة، تكون المنطقة الخفيضة أشبه بمدخل في عمق الأرض،
حيث يتم تبادل العناصر بين عالميْ السطح وأسفل السطح.
لذا، دُعيت مؤخرًا من قِبَل بعض زملائي في كوستاريكا.
للمجيء والعمل معهم على بعض البراكين.
وبطبيعة الحال أجبتهم بنعم، لأنني أعني أن كوستاريكا جميلة.
ولكن أيضًا بسبب أنها تقع أعلى واحدة من تلك المناطق الخفيضة.
أبدينا السؤال الأكثر خصوصية:
لماذا عنصر ثاني أكسيد الكربون ذاك
الذي يخرج من هذا اللوح التكتوني المحيطي المدفون عميقًا في باطن الأرض
يخرج فقط من البراكين؟
لماذا لا نراه ينتشر في كامل المنطقة الخفيضة؟
هل الميكروبات لديها ما يمكن فعله في هذا الشأن؟
هذه صورة لي داخل بركان "بواس"،
بصحبة زميلي داناتو غيوفانللي.
تلك البحيرة التي نقف أمامها مكوّنة من حامض الأسيد النقي.
أعرف ذلك لأننا كنا نقيس درجة الحموضة حين التقطت هذه الصورة.
وعند بعض النقاط أثناء عملنا داخل فوهة البركان،
توجّهت إلى زميلي من كوستاريكا كارلوس راميريز، وقلتُ،
"حسنًا، لو أن هذا الشيء بدأ في الثوران الآن،
فما هي استراتيجيتنا في الهرب؟"
قال، "أوه، نعم، يا له من سؤال عظيم، إنه غاية في السهولة.
فقط نستدير ثم نستمتع بالنظر!"
(ضحك)
"لأنها سوف تكون نهايتك."
(ضحك)
يبدو ذلك دراميًا طوال الوقت،
ولكن، بعد 54 يومًا من وقوفي أمام تلك البحيرة،
حدث هذا.
الجمهور: أوه!
هذا مروّع للغاية، أليس كذلك!؟
(ضحك)
لقد كان هذا الثوران الأكبر لهذا البركان في بضعةٍ من 60 عامًا،
ولم يمر وقتٌ طويلٌ بعد التقاط هذا الفيديو،
وقد مُحيت ذاكرة الكاميرا التي التقطت هذا الفيديو
وكل صور البحيرة التي أخضعناها للتجارب
تبخّرت بالكامل.
ولكن أيضًا أريد أن أكون واضحةً
أننا كنّا واثقين من أن هذا لم يكن ليحدث
في اليوم الذي كنّا فيه عند البركان،
لأن كوستاريكا تراقب براكينها عن كَثَب
من خلال معهد "OVSICORI"،
ولقد كان بصحبتنا علماءُ من هذا المعهد في ذاك اليوم.
ولكن الحقيقة أنه ثارَ تمامًا
لدرجة أنك لو أردت النظر إلى حيث موضع غاز ثاني أكسيد الكربون
الذي يأتي من هذا اللوح المحيطي،
فإنه يتبغي عليك أن تنظر عوضًا عن ذلك إلى الحمم البركانية ذاتها.
ولكنك لو ذهبت إلى كوستاريكا،
ربما تلاحظ أنه بالإضافة إلى هذه البراكين
هنالك أطنان من الينابيع الصغيرة والحارّة قليلا، منتشرة في المكان.
بعضًا من المياه التي في هذه الينابيع الساخنة تُصدر فقاقيع
تأتي من العمق حيث اللوح المحيطي المدفون.
وكان افتراضنا يدور حول أن هذه لا بد وأنها ثاني أكسيد الكربون
يصدر عن هذه الفقّاعات.
ولكنّها كانت تصدر من شيءٍ ما عميقًا تحت سطح الأرض.
ومكثنا مدة أسبوعين نصولُ ونجولُ كل أنحاء كوستاريكا،
نُخضِع كل عينٍ ساخنة نصادفها للاختبار --
لقد كان ذلك مقززًا، دعوني أخبركم!
إلى أن قضينا السنتين الأخريين نَغورُ سَبر البيانات ونحللها.
وبالرغم من أنك لست عالمًا، إلا أنني سأحيطك علمًا بالاكتشافات الكُبرى
التي لم يُتوصّل إليها حين تكون أمام عينٍ ساخنة رقراقة
ولا في محفل عام؛
إنما يُتوصّل إليها حين ينحني ظهرك بينما تعمل على كمبيوتر فوضوي،
أو حين ترفع الشكوى من مهمة صعبة،
أو حين تحادث زملاءك بالبث الحي
كل ذلك لأنك حائرٌ تمامًا في البيانات التي تعمل عليها.
الاكتشافات العلمية.. كما الميكروبات تحت الأرضية
يتم الوصول إليها ببطء شديد.
ولكن في حالتنا، فإنها آتت ثمارها دفعة واحدة.
لقد اكتشفنا، حرفيًا، أطنانًا من ثاني أكسيد الكربون
تخرج من هذا اللوح المحيطي المدفون عميقًا.
والشيء الذي يُعزى إليها تأمين هذه الكميات تحت سطح الأرض
وتأمين انطلاقها إلى الغلاف الجوي
كان متواجدًا عميقًا في باطن الأرض،
أسفل هدوء وسحر طبيعة كوستاريكا،
كانت الـ"chemolithoautotrophs".
هذه الميكروبات والتفاعلات الكيميائية التي كانت تجري من حولنا،
كانت تعمل على تحويل غاز ثاني أكسيد الكربون إلى كربون صلب،
وتستكشفه من باطن الأرض.
ما يجعلك تتعجب:
لو أن تفاعلات باطن الأرض هذه جيدة جدًا على مستوى المجد العلمي
حيث يأتي ثاني أكسيد الكربون بالكامل كمردودٍ لها،
فهل بوسعها أيضًا أن تقدم المساعدة في "مشكلة كربونية"
تجري فوق سطح الارض؟
إن البشر يطلقون كمية كافية من ثاني أكسيد الكربون في غلافنا الجوي
بحيث تقلل من قدرة نباتِنا
في تعزيز الحياة على النحو الذي نعرفه.
علماء، ومهندسون، وروّاد أعمال
يعملون على نظريات لاستخراج ثاني أكسيد الكربون
من هذه المصادر،
وبالتالي لا تخرج إلى الفضاء الجوي.
ومن ثمّ، يريدون وضعها في مكانٍ ما.
ولهذا السبب،
نحن بحاجة إلى أن نبقي على دراسة أماكن حيث يُحفظ هذا الكربون،
من المحتمل أن يُحفظ في باطن الأرض،
لنعرف ما الذي سيجري له حين يوضع هناك تحت السطح.
هل ستشكّل هذه الميكروبات السحيقة في باطن الأرض مشكلةً بسبب بطئها الشديد
لكي نستطيع حقًا حفْظ أي شيء بالأسفل؟
أم أنّها ستكون عوامل مساعدة
لأنها تساعد على تحويل هذه المادة الأولية إلى صورة صلبة من ثاني أكسيد الكربون؟
لو أننا نستطيع إحداث طفرة كبيرة
فقط في دراسة أجريناها في كوستاريكا،
وحينها، تخيّل ما الذي بانتظارنا اكتشافه بالأسفل.
إن هذا الحقل الجديد الجيو-بايو-كيميائي أو "علم أحياء باطن الأرض السحيق"،
أو على نحو ما يروق لك تسميته،
سيكون له تداعيات هائلة،
ليس من بينها التلطيف من التغيّر المناخي فقط،
ولكن أيضًا من المحتمل أن تبيّن إلى أي مدى الحياة والأرض قد تطورتا،
أو اكتشاف منتجات جديدة من شأنها أن تُفيد التطبيقات الصناعية والطبية.
وحتى ربما تتنبّأ بالزلازل
أو الاكتشاف العلمي خارج كوكبنا.
وبمقدورها حتى مساعدتنا على فهم أصل الحياة في ذاتها.
لحسن الحظ، ليس عليّ أن أقوم بهذا بنفسي.
لدي زملاء مدهشون حول العاالم
الذين ينحتون ثقبًا في جدار ألغاز هذا العالم السحيق تحت سطح الارض.
ويبدو الأمر وكأن حياةً مكنونة عميقًا تحت القشرة الأرضية
بعيدة كل البُعْد عن خبراتنا اليومية وغير ذات اتصال بها.
ولكنّ الواقع هو أن هذه الحياة العجيبة البطيئة
ربما عندها أجوبة على بعض أعظم الألغاز
المتعلقة بالحياة على كوكب الأرض.
شكرًا لكم.
(تصفيق)