في أواخر القرن التاسع عشر، تأمل الروائي الفرنسي جول فيرن في عوالم خيالية تحت الأرض، حيث تعيش حيوانات عملاقة مثل الماستودون واليعسوب في غابات فطر ضخمة، لكن العلم التقليدي كان يعتقد بأن الحياة لا يمكن أن توجد على عمق كيلومترات تحت السطح، بعيدًا عن أشعة الشمس والمواد العضوية. 

مع ذلك، سلطت دراسة حديثة -نشرتها مجلة 'ساينس أدفانسز'- الضوء على كيفية بقاء الكائنات الحية في تلك الأعماق المظلمة.

قاد البحث الجديد كل من تشو جيانشي وهي هونغ بينغ من معهد قوانغتشو للكيمياء الجيولوجية، وكورت كونهاوزر من جامعة ألبرتا، ونُشر في مجلة 'ساينس أدفانسز'. 

تكشف النتائج أن التفاعلات الكيميائية بين الصخور والماء تحت الأرض تخلق طاقة يمكن أن تدعم أشكال الحياة.

كما أوضح تشو، فإن هذه التفاعلات تشبه بطارية تحرك تدفق الإلكترونات، وهو ضروري للحفاظ على الحياة. تم تنفيذ تجارب في المختبر لمحاكاة معدن السيليكات الشائع، الكوارتز، من خلال خلق نوعين من كسور الصخور. 

النوع الأول هو الامتداد، حيث تتشقق الصخور فجأة، موفرةً الماء لأسطح جديدة. والنوع الثاني هو كسر القص، حيث تتعرض الصخور للاحتكاك المستمر مما يؤدي إلى سحقها في الماء.

عند حدوث هذه التفاعلات، يتحد بيروكسيد الهيدروجين الناتج مع الهيدروجين لتشكيل مواد كيميائية تحمل طاقة كهربائية تصل إلى 0.82 فولت. هذه الطاقة كافية لتشغيل معظم التفاعلات الحيوية الضرورية.

يُعتبر الحديد مادة رئيسية في هذه العمليات، حيث يقوم كميات صغيرة من بيروكسيد الهيدروجين بأكسدة الحديد الثنائي ليصبح حديد ثنائي. وفي الوقت نفسه، تُعيد ذرات الهيدروجين التفاعلية، الناتجة عن تكسير الصخور، معادن الحديد الثنائي إلى حالتها الذائبة.

أحد الاكتشافات المثيرة للاهتمام في هذه الدراسة هو قدرة المعادن المجهدة على إنتاج الأكسجين على أسطحها، متجاوزة معدلات الإنتاج الناتجة من الكيمياء الضوئية. يوضح تشو أن هذه العملية الكيميائية، التي تم تجاهلها لفترة طويلة، قد تكون ذات أهمية قصوى لفهم أصول الأكسجين والهيدروجين الأوليين على الأرض، وقد تكون أساسية في تطور الحياة.

كما نوهت الدراسة إلى أن زلزالًا متوسطًا قد ينتج تدفقات هيدروجينية تفوق الإنتاج التقليدي بمقدار 100,000 مرة. هذا التدفق الهائل من الطاقة يمكن أن يدعم تجمعات الميكروبات الكيمياوية التخليقية العميقة وحتى تتشكل تراكمات محلية من غاز ثنائي الهيدروجين.

توفر هذه الدراسة رؤى جديدة حول الأشكال المحتملة للحياة على الأرض، وتستدعي إعادة التفكير في حدود الاستضافة الحياتية التي اعتقدنا أنها موجودة. إن فهم كيفية بقاء الحياة في البيئات القاسية تحت السطح قد يساعدنا في استكشاف عوالم أخرى في الفضاء وتوسيع معرفتنا عن الأحياء.

وبحسب العلماء، فإنه من الواضح أن العوالم تحت الأرض لا تزال تخبئ الكثير من الأسرار، ومن المؤكد أن الأبحاث المستقبلية ستؤكد أو تنفي تلك الاكتشافات المثيرة.