وقتی که کرم‌ها و میکروب‌ها مانع از نشت متان شدند؛ کشف فوق‌العاده محققان زیر آب

بر اساس گزارشی از ساینس آلرت، یک خطای حین حفاری در کف دریای چین جنوبی به کشف غیرمنتظره‌ای درباره قدرت سیستم‌های اکولوژیک در اعماق دریا منجر شد. پژوهشگران متوجه شدند که پس از ایجاد ناخواسته یک نشت متان، میکروب‌ها، کرم‌های دریایی و دیگر موجودات تنها در مدت یک تا دو سال اکوسیستمی را تشکیل داده‌اند که قادر است میزان قابل توجهی از این گاز را مصرف و کنترل کند؛ فرآیندی که پیش از این به مدت چند دهه تخمین زده شده بود.

این داستان به سال ۲۰۱۸ برمی‌گردد، زمانی که زمین‌شناسان چینی برای مطالعه ذخایر گاز طبیعی موجود در کف دریا، چاه با قطر تقریبی ۲۲ سانتی‌متر حفر کردند. پس از پایان عملیات، آنها تلاش کردند تا دهانه چاه را با استفاده از گل سنگین مسدود کنند؛ اما این تلاش‌ها موفقیت‌آمیز نبود.

یک سال بعد، گاز متان به طور عمده‌ای از بستر دریا آزاد شد و به ارتفاعی بیشتر از یک کیلومتر در آب بالا رفت. دانشمندان ابتدا برآورد کردند که تلاش برای ترمیم طبیعی چنین نشتی ممکن است ۶۰ تا ۱۰۰ سال طول بکشد.

پژوهشگران با استفاده از اکو‌سوندرها، دوربین‌های زیرآبی و حسگرهای شیمیایی، تغییرات ناشی از نشت را زیر نظر گرفتند و آنچه مشاهده کردند، همه را متعجب کرد.

در بازه زمانی تنها یک تا دو سال، مجموعه‌ای از موجودات دریایی به ناحیه نشت توجه کردند و اکوسیستمی به وجود آمد که متان را با سرعتی شگفت‌انگیز مصرف می‌کرد؛ قابلیتی که به نمونه‌های طبیعی و بالغ این اکوسیستم‌ها نزدیک بود.

اولین موجوداتی که در محل نشت شکل گرفتند، باکتری‌ها و آرکی‌های مصرف‌کننده متان بودند؛ میکروارگانیسم‌های تک‌سلولی که از متان به عنوان منبع انرژی بهره می‌برند.

در خلال این فرآیند، اگرچه تنوع کلی میکروب‌های موجود در رسوبات کاهش یافت، اما گونه‌های مصرف‌کننده متان با سرعت زیادی رشد کردند و بستر را برای ورود سایر موجودات فراهم کردند.

پس از ورود میکروب‌ها، جریان وسیعی از بی‌مهرگان حفار به منطقه آمد و لایه‌ای از کرم‌های لوله‌ای روی محل نشت شکل گرفت. سخت‌پوستان نیز به این اکوسیستم نوپا پیوستند.

کرم‌ها در حین حفاری رسوبات، اکسیژن، نیترات و سولفات را به لایه‌های عمیق‌تر منتقل می‌کنند و همین امر به ارتقاء فعالیت میکروب‌های متان‌خوار کمک می‌کند. بر این اساس، این موجودات و ریزاندامگان به نوعی «فیلتر زنده» برای کنترل آزادسازی گاز تبدیل شده‌اند.

تحقیقات نشان داد که پیش از حفاری در سال ۲۰۱۸، در این نقطه هیچ جریان گاز قابل‌توجهی وجود نداشت و تنها تعداد معدودی از موجودات دریایی در آن زیست می‌کردند.

با این حال، با آزاد شدن متان محبوس، در تنها چند سال ساختار کل اکوسیستم محلی دستخوش تغییر شد؛ تغییراتی که نشان می‌دهد حتی دخالت‌های انسانی در مقیاس‌های کوچک نیز می‌تواند تأثیر عمیقی بر محیط‌های عمیق دریا داشته باشد.

با وجود تشکیل این اکوسیستم جدید، نشت متان به طور کامل متوقف نشده است. داده‌های سال ۲۰۲۳ نشان می‌دهد حباب‌های متان همچنان از کف دریا خارج شده و ارتفاع ستون گاز از حدود ۱۲۰۰ متر به تقریباً ۸۰۰ متر کاهش یافته است. این موضوع حاکی از آن است که فیلتر طبیعی تازه‌تأسیس بخشی از گاز را به خود جذب می‌کند، اما قادر به حذف کامل آن نیست.

این تحقیق فقط به بررسی یک چاه مربوط نمی‌شود. رسوبات کف اقیانوس‌ها بزرگترین ذخایر متان موجود در زمین را در خود دارند و نواقص طبیعی یا چاه‌های قدیمی نفت و گاز می‌توانند این گاز را به بیرون ترشح کنند.

برخی تحقیقات پیشین در دریای شمال نیز نشان داده‌اند که تعداد زیادی از چاه‌های متروکه همچنان متان را نشت می‌کنند و سالانه هزاران تن از این گاز به محیط نفوذ می‌کند.

پاسخ به این سوال به‌وضوح مشخص نیست. برخی شبیه‌سازی‌ها نشان می‌دهند که اگر نشت در عمق بیش از ۳۰۰ متر واقع شود، بخش عظیمی از متان پیش از رسیدن به سطح در آب حل می‌شود و ممکن است تأثیر کمتری در گرمایش جو داشته باشد. با این حال، باقی‌ماندن متان در آب نیز خالی از پیامد نیست.

افزایش غلظت متان می‌تواند منجر به کاهش اکسیژن، اسیدی شدن آب و تغییر در ساختار اکوسیستم‌های محلی شود؛ تغییراتی که در ناحیه نشت دریای چین جنوبی نیز آثار آن به چشم می‌خورد.

اهمیت این یافته زمانی بیشتر می‌شود که در نظر داشته باشیم چین در طول یک دهه اخیر بیش از ۸۰ چاه سرمایه‌گذاری برای مطالعه هیدرات‌های متان در دریای چین جنوبی حفاری کرده است. هنوز مشخص نیست که آیا همه این چاه‌ها به‌طور کامل مهر و موم شده‌اند و چه تأثیری بر محیط اطراف خود گذاشته‌اند.

پژوهش جدید نشان می‌دهد که حتی افزایش جزئی متان در رسوبات می‌تواند به شعاع حدود ۵۰۰ متری، غلظت این گاز را به میزان قابل توجهی افزایش دهد و تنوع میکروبی را بیشتر از ۳۰ درصد کاهش دهد.

به همین دلیل، هرچند توانایی اقیانوس در ایجاد سریع یک فیلتر طبیعی به‌نظر امیدوارکننده است، اما این واکنش به معنای ایمنی نشت‌های انسانی نیست؛ زیرا تغییرات اکولوژیک در اعماق دریا ممکن است به مراتب سریع‌تر از آنچه که قبلاً در نظر گرفته می‌شد، صورت پذیرد.