به نظر میآید الان همه ما روی زمین سفت ایستادهایم،
اما نه، نایستادهایم.
سنگها و خاک زیر پای ما، با شکستگی کوچک
و فضاهای خالی به هم بافته شدهاند.
و این فضاهای خالی با مقادیر نجومی از میکروبها،
مانند اینها پر میشوند.
تاکنون عمیقترین جایی که میکروبها را در زمین پیدا کردهایم،
در عمق ۵ کیلومتری بوده است.
اگر مثلا در نقطهای از زمین قرار گرفته
و به سمت داخلِ عمق زمین بدوید،
میتوانید یک دور تمام مسابقه دو ۵ کیلومتر را بدوید و میکروبها کل مسیرتان قطار شوند
پس شاید هرگز به این میکروبهایی
که در عمق پوسته زمین هستند فکر نکرده باشید،
اما شاید درباره میکروبهایی که در دل و روده ما زندگی میکنند فکر کردهاید.
اگر تمامی میکروبیومهای احشاءِ
تمامی انسانها و حیوانات سیاره زمین را جمع بزنیم،
مجموعا وزنی حدود ۱۰۰.۰۰۰ تُن میشود.
این زیستبوم عظیمی است که ما هرروزه در شکممان حمل میکنیم.
همه باید به خودمان ببالیم.
(خنده حضار)
اما در مقایسه با تعداد میکروبهایی
که سطح زمین را پوشش میدهند،
مثلا روی خاک، رودخانهها و اقیانوسهای ما.
در مجموع این وزن در حدودِ دو میلیارد تن است.
اما مشخص شده که اکثر میکروبها در زمین
حتی در اقیانوسها و یا احشاء ما یا کارخانههای تصفیه فاضلابها نیستند.
اکثر آنها در واقع درون پوسته زمین هستند.
اینها مجموعا ۴۰ میلیارد تن وزن دارند.
این یکی از بزرگترین زیستبومهای روی کره زمین است،
و ما حتی نمیدانستیم که تا چند دهه قبل وجود داشتهاند.
بنابراین احتمالات برای آنچه که زندگی در آنجا وجود دارد،
یا آنچه برای انسان ممکن است انجام دهد،
بیانتها و نامحدود است.
این نقشهای است که یک نقطه قرمز
برای هر جایی که در آن ما نمونههای زیرسطحی بسیار خوبی به دست آوردیم
با روشهای پیشرفته میکروبیولوژی را نشان میدهد.
و شاید تحتتاثیر قرار گرفته باشید
که پوشش خوب جهانی به دست آوردهایم،
ولی در واقع، اگر به یاد داشته باشید که اینها تنها مکانهایی هستند
که نمونههایی از آنها داریم، کمی بدتر به نظر میرسد.
اگر همه در یک سفینه فضایی بیگانه بودیم،
سعی در بازسازی نقشه کره زمین تنها از این نمونهها داشتیم،
هرگز قادر به انجام آن نبودیم.
بنابراین مردم گاهی اوقات به من میگویند:
«بله، شمارفراوانی از میکروبها در زیرسطح (زمین یا دریا) وجود دارند، اما …
آیا فقط به نوعی راکد نیستند؟»
این نکته خوبی است.
نسبت به یک گل فیکوس یا بیماری کهیر (دانه هایسرخچه) و یا خوکچه هندی فرزندم،
این میکروبها تقریبا هیچ کاری نمیکنند.
می دانیم که باید بسیار آهسته باشند چرا که شمار فراوانی از آنها وجود دارد.
اگر شروع به تقسیم اشریشیا کلای کنند (نوعی باسیل گرم منفی در روده جانوران خونگرم
سپس، تمام وزن کل زمین و صخرهها را
در عرض یک شب دو برابر میکنند.
در واقع، بسیاری از آنها حتی تحت تقسیم سلولی
از زمان مصر باستان قرار نگرفتهاند.
که شگفت انگیزاست!
مثل اینکه چطور است سرت را با چیزهایی که عمر طولانی میکنند ببندی؟
اما من به قیاسی فکر کردم که واقعا دوستش دارم،
اما خیلی عجیب و پیچیده است.
پس امیدوارم، همگی با من همراه شوید.
بسیار خوب، بیایید امتحانش کنیم.
مثل این است که گویی در تلاش برای کشف چرخه زندگی یک درخت …
اگر فقط برای یک روز زندگی میکردی.
مثل این بود که اگر زندگی انسانها فقط یک روز بود و ما در زمستان زندگی میکردیم،
تو تمام عمرت را بدون دیدن یک درخت روی آن زندگی میکردی.
بدون اینکه هیچوقت، درختی با یک برگ روی آن ببینی.
و چندین نسل بشر وجود خواهند داشت
که در عرض یک زمستان از بین خواهند رفت
و حتی ممکن است به کتاب تاریخ دسترسی نداشته باشید
که بگوید که واقعیت غیر از این نیست که درختان همیشه تکه چوبهایی بیجان هستند
که هیچ کاری انجام نمیدهند.
البته که این مسخره است.
میدانیم که درختان در انتظار تابستان هستند
تا بتوانند دوباره احیا شوند.
اما اگر فاصله زمانیِ طول عمر انسان
به طور قابلتوجهی کمتر از درختان میبود،
ممکن بود کاملا از این واقعیت کاملا پیش پا افتاده، غافل شویم.
پس وقتی میگوییم این میکروبهایِ زیر سطحی فقط خاموش و راکدند،
آیا مثل افرادی نشدیم که یکروزه میمیرند اما در تلاشند تا نحوه کاردرختان را بفهمند؟
چه میشد اگر این ارگانیسمهای زیرسطحی در عمق زمین ،
فقط در انتظار نسخه تابستانیشان میماندند،
اما زندگی ما به قدری کوتاه است که بشود ببینیمشان؟
اگر مثلا ای-کُلای را درنظرگرفته، و آن را در یک لوله آزمایشی،
بدون غذا یا مواد مغذی نگهدارید،
و ماهها تا سالها آن را آنجا رها کنید،
بیشتر سلولها از بین میروند، البته چون آنها دارند از گرسنگی میمیرند.
اما تعداد کمی از سلولها زنده میمانند.
اگر سلولهای زنده مانده قدیمی را بردارید
و آنها رقابت دهید با، تحت شرایط گرسنگی،
یک کشت تازه و سریع رشد و رو به رشد ای-کُلای،
سلولهای پیر و خشن قدیمی بر تازهکاران موفق میشدند
هر بار.
پس این مدرکی است و در حقیقت یک نتیجه تکاملی
برای بسیار کند بودن.
پس چنین امکانی وجود دارد
که شاید نباید آهسته و با تاخیر بودن را با بیاهمیت بودن یکی کنیم.
شاید این میکروبهای پنهان و خارج از دید
بتوانند در واقع برای بشریت مفید باشند.
خب، تا آنجا که میدانیم،
دو راه برای زندگی زیرسطحی وجود دارد.
اولین آنها منتظر ماندن برای غذا خوردن از دنیای سطحی هستند،
مثل تلاش برای خوردن باقیمانده غذای پیکنیک که ۱,۰۰۰ سال پیش اتفاق افتاد.
که روش نامعقولی برای زندگی است،
اما به نظر میرسد که برای بسیاری از میکروبها در زمین جواب میدهد.
احتمال دیگر این است که یک میکروب فقط بگوید
«نه، من به دنیای سطحی نیازی ندارم.
این پایین جایم خوب است.»
برای میکروبهایی که این راه را انتخاب میکنند،
باید برای زنده ماندن هر چیزی که نیاز دارند را
از داخل زمین دریافت کنند.
برخی چیزها در واقع برای آنها آسانتر است.
آنها در داخل زمین فراوانتر هستند،
مانند آب و مواد غذایی، مانند نیتروژن و اهن و فسفر،
و یا جایی برای زندگی.
اینها چیزهایی هستند که ما اساسا یکدیگر را میکشیم
تا در جهان رویی بهدست آوریم.
اما در سطوح زیرین، پیدا کردن انرژی کافی مشکل اصلی است.
بالای سطوح زیرین
گیاهان میتوانند به طور شیمیایی مولکولهای کربن دیاکسید را به شکر خوشمزه
با همان سرعتی که فوتون به برگهای آنها برخورد میکند، به هم پیوند دهند.
اما در زیرسطح، هیچ نور خورشیدی وجود ندارد،
پس این زیست بوم باید مشکل را حل کند
که چه کسی قرار است برای سایرین غذا بسازد.
زیرسطح به چیزی مانند یک گیاه نیاز دارد
اما از سنگها تنفس کند.
خوشبختانه چنین چیزی وجود دارد،
و «کیمولیتوآتوروف» نامیده میشود.
(خنده حاضرین)
که میکروبی است که از واکنشهای شیمیایی استفاده میکند -- «کیمو»
از سنگها -- «لیتو» (مرتبط با سنگ)
برای ساختن غذا -- «آوتوروف» (تغذیه خودبخود )
و میتوانند این کار را با یک تُن از عناصر مختلف انجام دهند.
آنها میتوانند این کار را با گوگرد، آهن، منگنز، نیتروژن و کربن انجام دهند
برخی از آنها میتوانند از الکترونهای خالص استفاده کنند.
مثلا اگر انتهای سیم برق را قطع کنید،
میتوانند با آن مثل یک لوله تنفس کنند.
(خنده حاضرین)
این کیمولیتوآتوروفها
انرژی را میگیرند که از این فرایندها میگیرند
و از آن برای تولید غذا مانند گیاهان استفاده میکنند.
اما میدانیم که گیاهان کاری بیش از صرف غذا میکنند.
آنها همچنین محصول پسماند میسازند، اکسیژن.
که ما ۱۰۰ درصد به آن وابسته هستیم.
اما محصول پسماندی که کیمولیتوآتوروفها میسازند
اغلب به شکل مواد معدنی
مانند زنگ آهن و یا پیریت(سولفید آهن)
یا سنگ آهک مانند سنگ آهک است.
پس چیزی که ما داریم، میکروبهایی هستند که واقعا بسیار آهسته هستند، مثل سنگها،
که انرژی خود را از سنگها بدست میآورند،
که به عنوان محصول پسماندِ آنها به دیگر سنگها تبدیل میشوند.
خب آیا دارم در مورد بیولوژی صحبت میکنم، یا درباره زمینشناسی؟
این مسايل واقعا مرزها را مبهم میکنند.
(خنده حاضرین)
پس اگر قرار است این کار را انجام دهم،
و من یک زیستشناس هستم که میکروبهایی را
که مثل سنگها عمل میکنند، مطالعه میکنم،
پس احتمالا باید شروع به مطالعه زمینشناسی کنم.
و باحالترین بخش زمینشناسی چیست؟
آتشفشانها.
(خنده حاضرین)
این چشماندازی به داخلِ دهانه آتشفشان پائوس در کاستاریکا میباشد.
بسیاری از آتشفشانهای روی زمین به این دلیل به وجود میآیندکه صفحه تکتونیک اقیانوسی
به یک پوسته قارهای برخورد میکند.
همین که این صفحه اقیانوسی، در زیر این پوسته قارهای
یا در زیر این پوسته قارهای حرکت می کند،
چیزهایی مثل آب و دیاکسیدکربن و دیگر مواد
به صورت متراکم از آن بیرون میزنند،
مثل اینکه یک لیفِ خیس را به صدا درآورد.
پس به این ترتیب، مناطق فرورانش مانند ورودیهایی به اعماق زمین هستند،
که در آن مواد بین سطح و سنگ بستر پوسته زیرین رد و بدل میشوند.
به تازگی ازطرف همکارانم در کاستاریکا
دعوت شده بودم تا بیایم و روی برخی آتشفشانها کار کنم.
و البته من هم گفتم بله، چون، میدانم که کاستاریکا زیباست،
اما خب به این دلیل که بالای یکی از همین مناطق فرورانش قرار گرفته است.
میخواستیم سوال بسیار مشخصی بپرسیم:
چرا دیاکسیدکربن
که از این صفحه عمیقا مدفونِ تکتونیک اقیانوسی خارج میشود
تنها از آتش فشانها بیرون میزند؟
چرا آن را در تمام ِ منطقه فرورانش توزیع نکرده ایم؟
آیا میکروب ها کاری با آن دارند؟
خُب این هم عکسی از من است در داخل آتشفشان پائوس،
همراه با همکارم دوناتی جیووَنِلی.
آن دریاچهای که در کنار آن ایستادهایم از باتری اسیدی خالص ساخته شدهاست.
به این خاطر میدانم چون وقتی این عکس گرفته شد،داشتیم PH را اندازهگیری میکردیم
و هنگامی که در داخل حفره کار میکردیم،
رو کردم همکار کاستاریکاییام کارلوس رامیرز و گفتم،
«بسیار خُب، اگر این چیز شروع کند فوران کردن،
استراتژی خروج ما چیست؟»
و او گفت: «اوه، بله، سوال خوبی است، کلا بسیار ساده است.
فقط برگرد و از منظره لذت ببر.»
(خنده حاضرین)
«چون آخرین بارَت خواهد بود.»
(خنده حاضرین)
و شاید به نظر برسد که او بیش از حد هیجانزده بوده،
اما ۵۴ روز پس از اینکه من کنار آن دریاچه ایستاده بودم،
این اتفاق افتاد.
حضار: اوه!
بسیار وحشتناک است، مگر نه؟
(خنده حاضرین)
این بزرگترین فوران آتشفشانی بود که این آتشفشان به مدت ۶۰ سال داشت،
و مدتی بعد از پایان این ویدیو،
دوربینی که این ویدئو را گرفته بود از بین رفت
و کل دریاچهای که ما
بطور کامل نمونهبرداری کردیم.
اما همچنین میخواهم روشن باشم
که مطمئن بودیم این اتفاق در روزی
که در واقع ما در آتشفشان بودیم،رخ نمیداد،
چون کاستاریکا به دقت آتشفشانها را
از طریق موسسه OVSICORI نظارت میکند،
و ما در آن روز دانشمندان آن موسسه را با همراهمان داشتیم.
اما واقعیتی که فوران کرد، کاملا نشان می دهد
که اگر بخواهید به جایی که گاز دیاکسید کربن
از این صفحه اقیانوسی خارج میشود، نگاه کنید،
آن وقت نباید بیشتر از خودِ آتش فشانها به آن نگاه کنید.
اما اگر به کاستاریکا بروید،
ممکن است علاوه بر آتشفشانها
متوجه چندین تُن از چشمههای آبگرم دنجی شوید که همه جای آن قرار دارد.
در واقع بعضا آبهای داخلِ این چشمههای آبگرم
از این صفحه اقیانوسیِ عمیقا مدفون در حال جوش است.
و فرضیه ما این بود که باید دیاکسید کربن آنجا باشد
که دارد با آن میجوشد،
اما چیزی در اعماق زمین داشت آن را تصفیه میکرد.
پس ما دو هفته صرف رانندگی در سرتاسر کاستاریکا کردیم،
برای نمونه برداری از هر چشمه داغی که در
افتضاح بود، بگذارید به شما بگویم.
و بعد ما دو سال بعدی را صرف سنجش و تحلیل دادهها کردیم.
و اگر دانشمند نباشید، میخواهم فقط بدانید که این اکتشافات بزرگ
واقعا با بودن در یک چشمه آبگرم
یا روی یک صحنه عمومی بودن، اتفاق نمیافتد؛
این اتفاق زمانی میافتد که روی یک کامپیوتر نامرتب خم شدهاید
و یا در حال عیبیابی وسیلهای هستید،
یا دارید به همکاران خود اسکایپ میزنید
چون در مورد دادههایتان کاملا گیج شدهاید
اکتشافات علمی هم مثل نوعی از میکروبهای عمیق زیر سطحی،
میتوانند بسیار آهسته باشند.
اما در مورد ما، این بار واقعا این بار موجب کامیابی شد.
کشف کردیم که به معنای واقعی کلمه چندین تُن دیاکسیدکربن
از این صفحه اقیانوسی عمیقا مدفون، خارج میشود.
و چیزی که آنا را زیرزمینی نگه میداشت
و آن را از رها شدن در جو حفظ میکرد،
آن در عمق زیرِ زمین بود که
زیرِ تمام آن تنبلها (جانور) و توکانهای کاستاریکایی،
«کیمولیتوآتوروف» ها بودند.
این میکروبها و فرآیندهای شیمیایی که در اطراف آنها اتفاق میافتد،
این کربن دیاکسید را به مواد معدنی کربنات تبدیل کرده
و آن را زیر زمین حبس میکند.
که باعث میشود به این فکر کنید که:
اگر این فرایندهای زیر سطحی برای جذبِ
تمام کربن دیاکسید موجود در زیر آنها خوب هستند،
آیا میتوانند به ما کمک کنند تا با کمی مشکل کربن
که در سطح داریم به ما کمک کنند؟
بشر به اندازه کافی دیاکسید کربن را در اتمسفر ما آزاد میکند
که قادر به کاهش توانایی این سیاره
برای حمایت از زندگی همانطور که میدانیم هستیم.
و دانشمندان و مهندسین و کارآفرینان
در حال کار بر روی روشهایِ جذب دیاکسید کربن
از این منابع نقطهای هستند،
به طوری که در جو آزاد نشوند.
و باید آن را در جایی به کار ببرند.
بنابراین به همین دلیل،
باید به مطالعه جاهایی که در آن ممکن است این کربن ذخیره شود ادامه دهیم،
شاید در لایههای زیر سطحی،
تا بدانیم وقتی به آنجا میرود چه اتفاقی برایش میافتد .
آیا این میکروبهای زیرسطحی ممکن است یک مشکل باشند
چرا که در واقع خیلی کند هستند که بتوانند چیزی را در آنجا نگه دارند؟
یا اینکه سودمند خواهند بود،
زیرا به تبدیل این چیزها به مواد معدنی کربنات جامد کمک خواهند کرد؟
اگر ما بتوانیم این پیشرفت بزرگ را
فقط از مطالعهای که در کاستاریکا کردیم، انجام دهیم،
سپس تصور کنید چه چیز دیگری آن پایین در انتظار کشف است.
این زمینه جدید مربوط به زمین شناسی- زیست - شیمیایی،یا زیستشناسی عمیق،
یا هر چیزی که میخواهید آن را بنامید،
این امر تاثیرهای عظیمی خواهد داشت بر
نه تنها برای کاهش تغییرات آب و هوایی،
بلکه برای درک اینکه چگونه زندگی و زمین به صورت تلفیقی با هم تکامل یافتهاند،
و یا یافتن محصولات جدیدی که برای کاربردهایِ صنعتی یا پزشکی مفید هستند.
شاید حتی پیشبینی زمینلرزهها
یا پیدا کردن زندگی بیرون از سیاره ما.
حتی میتواند به ما کمک کند تا منشاء زندگی را درک کنیم.
خوشبختانه،مجبور نیستم این کار را به تنهایی انجام دهم.
در سراسر جهان همکاران فوقالعادهای دارم
که به اسرار این دنیای زیرسطحی فرورفته اند.
و شاید به نظر برسد که زندگی در اعماق پوسته زمین
تا حد زیادی از تجربیات روزمره ما دور است که البته به نوعی بیربط است.
اما حقیقت این است که این زندگی عجیب و آهسته
ممکن است پاسخ برخی از بزرگترین اسرار زندگیِ
روی زمین را داشته باشد.
سپاسگزارم.
(تشویق)