دانشمندان در پی حفاری ردپای قاتل دایناسورها

چند روز دیگر یک دکل حفاری بزرگ به همراه همه‌ی ابزار و ادواتش به خلیج مکزیک می‌رسد. البته این دکل برای حفر چاه نفت آن‌جا قرار نمی‌گیرد. مته‌ی آن که از جنس الماس است قلب «دهانه‌ی چیکشلوب» (Chicxulub Crater) را می‌شکافد. همان دهانه‌ای که ۶۶ میلیون سال پیش بر اثر برخورد یک سیارک بوجود آمد. سیارکی که دایناسورها و بخش عمده‌ای از حیات زمین را منقرض کرد. دانشمندان می‌خواهند با استفاده از نمونه‌های سنگ‌ و خاک عمق این مکان بفهمند که پس از برخورد، حیات چگونه بوجود آمد و آیا خود این صخره می‌توانست مهد بوجود آمدن حیات میکروبی باشد یا خیر. در ضمن آن‌ها می‌خواهند با حفاری در دیواره‌های این دهانه‌ی ۱۸۰ کیلومتری، فهم بهتری از چگونگی بوجود آمدن «قله‌ی حلقه‌ای» (Peak Rings) بدست بیاورند. قله‌ی حلقه‌ای نوعی از قله‌های موجود در دهانه‌های برخوردی است که به صورت یک حلقه (و نه تک قله‌ی مرکزی) تشکیل می‌شود.

«شاون گولیک» (Sean Gulick) که یک ژئوفیزیک‌دان از دانشگاه آوستین در تگزاس است می‌گوید: «چیکشلوب تنها ساختار سالم با قله‌ی حلقه‌ای است.» او ادامه می‌دهد: «همه‌ی دیگر ساختارها [نمونه‌های مشابه دهانه‌های دارای قله‌ی حلقه‌ای] یا بر روی سیارات دیگر هستند و یا بر اثر فرسایش از بین رفته‌اند.» در پایان ماه مارس، یک کشتی ویژه‌ی مجهز از بندر مکزیکی پروگرسو به نقطه‌ای که ۳۰ کیلومتر با ساحل فاصله دارد می‌رود. آن‌جا کشتی در مکانی که ۱۷ متر عمق دارد سه ستون را به زیر آب می‌فرستد و خودش را در بالای امواج قرار می‌دهد. بدین ترتیب یک پلتفرم باثبات و محکم شکل می‌گیرد. قرار است که گروه کار حفاری را اول آوریل شروع کند. در این حفاری، مته به عمق ۵۰۰ متری صخره‌های آهکی که در کف دریا و پس از برخورد سیارک شکل گرفته‌اند نفوذ می‌کند. مته‌ها به هنگام نفوذ، نمونه‌هایی استوانه‌ای به طول سه متر از خاک را جمع آوری می‌کنند. به مدت دو ماه آن‌ها شب و روز حفاری می‌کنند تا بتوانند یک کیلومتر دیگر پایین‌تر بروند. بدین ترتیب می‌توانند تغییر نوع سنگ‌ها را بررسی کنند، فسیل‌های خیلی کوچک پیدا کنند و از DNA موجودات آن‌جا نمونه‌برداری کنند. «دیوید اسمیت» (David Smith) یکی از مدیران «برنامه‌ی بین‌المللی اکتشاف اقیانوسی» (IODP) می‌گوید: «ما شانس یک بار تلاش را بدست آوردیم.»

هرچند که این اولین تلاش برای حفاری یک دهانه‌ی برخوردی در دریا است، قبلا عده‌ای گردن کلفت! بدون آگاهی از ماهیت زمین‌شناختی این مکان، چاه‌هایی در آن حفر کرده بودند. در دهه‌ی ۱۹۵۰ زمین‌شناسان در این منطقه که «شبه جزیره‌ی یوکاتان» نامیده می‌شود، برای شرکت ملی نفت مکزیک یا همان «پمکس» (Pemex) آزمایش‌های گرانشی و مغناطیسی انجام دادند. آن‌ها با دیدن ساختارهای دایره‌ای زیر زمین که می‌توانستند بالقوه محل‌هایی برای ذخیره شدن نفت باشند شگفت‌زده شدند. بدین ترتیب چند چاه اکتشافی حفر کردند ولی به جای رسوبات حاوی نفت فقط صخره‌ها و سنگ‌های آتشفشانی پیدا کردند.

دانشمندان می‌گویند احتمالا سیارکی که ۶۶ میلیون سال پیش به منطقه‌ی چیکشلوب در خلیج مکزیک برخورد کرده باعث انقراض دایناسورها شده است.

در سال ۱۹۸۰، یکی از برندگان جایزه‌ی نوبل به نام «لوییس آلوارز» (Luis Alvarez) و گروهش توانستند در این منطقه لایه‌ای از عنصر ایریدیوم پیدا کنند. این عنصر همه جای زمین در صخره‌هایی که از زمان انقراض دایناسورها باقی مانده، دیده می‌شود. احتمالا این عنصر از همان سیارکی که به زمین برخورد کرده، آمده است. بنابراین این عنصر می‌تواند دلیل محکمی در تایید وقوع برخورد باشد. در سال ۱۹۹۱ «آلن هیلدبرند» (Alan Hildebrand) که زمین‌شناسی از دانشگاه کالگری در کانادا است، گفت که محل برخورد در حوالی روستای چیکشلوب بوده است. آن‌ها از چاه‌های شرکت پمکس کریستال‌های «کوارتز ضربه‌ای» (Shocked Quartz) پیدا کردند.

داده‌هایی که از چاه‌های پمکس بدست آمده بود خیلی کم بودند و دانشمندان دوست داشتند به آن‌جا برگردند و بتوانند خیلی دقیق منطقه را برسی کنند. «جوآنا مورگان» (Joanna Morgan) از کالج سلطنتی لندن می‌گوید: «به نظر می‌رسید که یک آرزوی دیرینه در حال محقق شدن بود.» او می‌گوید هرچند که حفاری در دریا هزینه‌ی بیشتری دارد ولی کار در دریا به معنی سر و کله زدن کمتر با مشکل گرفتن مجوز و البته مواجه شدن با جاده‌های خراب یوکاتان است. در سال ۲۰۰۵ مورگان و گولیک یک کمپین دو میلیون دلاری سنجش از دور را هدایت کردند که در آن از انفجارهای کوچک لرزه‌ای برای آشکارسازی ساختار زیرزمینی و یافتن بهترین مکان برای حفاری و رسیدن به قله‌های حلقه‌ای استفاده کرده بودند.

دانشمندان انتظار دارند که در عمق ۸۰۰ متری گونه‌های کمتری از جانوران صدف دار پیدا شود. این جانوران سنگ‌های آهک آن‌جا را بوجود آورده‌اند. چرا که آن زمان تازه بعد از برخورد سیارک بود و حیات تازه داشت احیا می‌شد. بعضی از دانشمندان فکر می‌کنند کربن ‌دی‌اکسیدی که بر اثر برخورد بوجود آمد اقیانوس‌ها را اسیدی و به انقراض بزرگ کمک کرد. بنابراین گروه حفاری دنبال گونه‌های جانوری هستند که می‌توانستند pH کم را تحمل کنند.

درست در بالای دهانه، لایه‌ی برخوردی وجود دارد. عمق آن ۱۰۰ متر یا بیشتر است و به نظر می‌رسد که تنها در عرض چند هفته بعد از فاجعه‌ی برخورد شکل گرفته باشد. دانشمندان انتظار دارند که در کف آن قطعات متعدد و منفجر شده‌ی سنگ بستر را پیدا کنند. همچنین آن‌ها امیدوارند صخره‌های مذابی را ببینند که تنها چند دقیقه بعد از برخورد، دوباره به زمین برگشته‌اند. بالای آن لایه‌های رسوبی قرار دارند که در طول سالیان دراز از ته نشین شدن مواد موجود در دریا بوجود آمده‌اند و به سنگ‌های زیرین محکم وصل شده‌اند.

دهانه‌های برخوردی با قله‌ی حلقه‌ای «سمت چپ» و دهانه‌ی برخوردی با قله‌ی مرکزی «سمت راست»

برای بسیاری از دانشمندان IODP، بزرگترین دستاورد این است که بتوانند به قله‌ی حلقه‌ای برسند. همان قله‌های حلقه‌ای که می‌توان آن‌ها را به وفور روی ماه، عطارد و مریخ دید. ولی روی زمین فقط دو دهانه‌ی بزرگتر از چیکشلوب که مستعد داشتن قله‌های حلقه‌ای هستند وجود دارد. دهانه‌ی دو میلیارد ساله‌ی وردفورت در آفریقای جنوبی و دهانه‌ی ۱.۸ میلیارد ساله‌ی سودبری در کانادا. با این حال آن‌ها خیلی مسن هستند و قله‌های حلقه‌ای آن‌ها بر اثر فرسایش از بین رفته‌اند.

گروه IODP می‌خواهد یک مدل خیلی خوب برای تشکیل قله‌های حلقه‌ای را آزمایش کند. مدلی که در آن، گرانیت موجود در عمق زمین بعد از برخورد شدید سیارک پایین می‌رود و دوباره به بالا می‌جهد. درست مثل زمانی که سنگ را در آب پرتاب می‌کنید و در وسط فرورفتگی ناشی از برخورد، به یکباره قله‌ای بوجود می‌آید که از دیواره‌ها بلندتر است. طی چند دقیقه این قله‌ی میانی فرو می‌ریزد و با موادی که از دیواره‌ها هجوم می‌آورد برخورد می‌کند تا قله‌ی حلقه‌ای را شکل دهد. اگر دانشمندان بتوانند صخره‌هایی را خارج از قرارگیری طبقاتی منظم پیدا کنند، معلوم می‌شود که مدل آن‌ها درست بوده است. مثلا اینکه گرانیت که باید در عمق زیاد پیدا شود را بتوانیم بالای صخره‌های جوان‌ بالاتر پیدا کنیم.

این گروه فقط به ساختار قله‌ی حلقه‌ای علاقمند نیست و به نوع حیاتی که ممکن است آن‌جا وجود داشته باشد هم توجه دارد. داده‌های سنجش از دور نشان داده‌اند که قله‌ی حلقه‌ای تراکم کمتری نسبت به گرانیت دارد. این نشانه‌ای است مبنی بر اینکه این قله‌ها متخلخل هستند و شیارهای خالی دارند. ممکن است این شیارها پس از برخورد با مایعات داغ پرشده بودند. «چارلز کاکل» (Charles Cockell) که یک اخترزیست‌شناس در گروه IODP است می‌گوید: «این‌ شیارها می‌توانند مکان‌های مناسبی برای رشد میکروب‌ها باشند. با این حال این درصورتی است که شیارها انرژی و مواد مغذی داشته باشند.» وقتی نوک مته به رگه‌های مواد معدنی و دیگر قسمت‌های شیاردار در قله‌های حلقه‌ای می‌رسد، کاکل و همکارانش نمونه‌برداری می‌کنند. آن‌ها میکروب‌های زنده‌ای که در این شیارها زندگی می‌کنند را می‌شمارند و آن‌ها را پرورش می‌دهند. سپس DNA آن‌ها را برای یافتن ژن‌های دخیل در گذرگاه‌های متابولیک بررسی می‌کنند.

این ژن‌ها نشان ممکن است نشان دهند که میکروب‌های موجود در قله‌ی حلقه‌ای (نوادگان میکروب‌هایی که بعد از برخورد زندگی می‌کردند) انرژی خود را برخلاف بیشتر میکروب‌ها از کربن و اکسیژن بدست نمی‌آورند. بلکه انرژی لازم را از آهن یا سولفور ته‌نشین شده از مایعات داغی که از شیارهای صخره‌ها گذر کرده‌اند تامین می‌کنند. این بدین معنیست که دهانه‌ی برخوردی که باعث مرگ بیشتر موجودات زنده‌ی زمین شد، خودش محل زندگی موجودات دیگری بوده است.

منبع: SciecneMag