מכה באמצע האוקיאנוס האטלנטי, מעל הר מתחת למים המתנשא לגובה של מעל 10, 000 מטרים מעל קרקעית הים, יושב העיר האבודה. מאות חריצים לבנים נושרים אל האוקיאנוס האפל, המשתרעים על שטח של גוש עירוני ומתנשאים לגובה 30 עד 200 רגל. נוזלים אלקליין חמים מלאים בגז מימן שופכים מפסגות המגדלים הטבעיים הללו אל המים ממש ממזרח לרכס אמצע האטלנטי.
מה שנראה כמו מטרופולין שננטש ממושך הוא למעשה רווי חיים מיקרוסקופיים. טריליוני התושבים המיקרוביאלים בעיר האבודה, הניצבים על ראשו של מסיבי אטלנטיס, הפכו לקסם עבור המדענים. חיידקים אלה, המשגשגים בשדה אוורור הידרותרמי בעומק האוקיאנוס האטלנטי, מחזיקים בסוד להישרדות החיים בסביבות עוינות כאלה - והם עשויים אפילו לספק רמזים למקורות החיים על כדור הארץ.
מחר, 8 בספטמבר, קבוצה של 22 חוקרים, מיקרוביולוגים, גיאולוגים ואוקיאוגרפים, תיסע לראשונה מזה שנים לעיר האבודה. קבוצת מדענים זו רוצה לדעת כיצד החיידקים של העיר האבודה מתפרנסים, מה הם אוכלים ונושמים ואיך הם שורדים בטמפרטורות הקיצוניות והלחצים של האוקיאנוס העמוק.
"אנחנו רוצים לדעת איך הם גרים שם, " אומר ראש צוות הצוות וויליאם ברזלטון, מיקרוביולוג מאוניברסיטת יוטה.
העיר אבודה, שהתגלתה בשנת 2000, היא אחד המקומות הידועים ביותר בעולם. שלא כמו סוגים נפוצים יותר של פתחי אוורור הידרותרמיים, כמו מעשנים שחורים ומחלחל מתאן, העיר האבודה אינה מונעת על ידי פעילות וולקנית. במקום זאת, פתחי האוורור נוצרים כאשר מי ים נתקלים בסלע מן המעטפת של כדור הארץ, ויוצרים גז ואנרגיה בתהליך המכונה סרפניזציה. מים עשירים בסידן הנמצאים מאווררות אלה מגיבים אז עם פחמן במי הים ויוצרים את ארובות הפחמונית האיקוניות של Lost City.
ארובות הפחמן של העיר האבודה צולמו במהלך משלחת לשנת 2005 למערכת האוורור ההידרותרמית. (ד. קלי / מ. אלנד / UW / URI-IAO / NOAA / צוות המדע העיר האבודה) גז המימן הנוזל מהארובות מספק מקור אנרגיה בשפע למיקרובים החיים בעיר האבודה. "זה הדבר הכי קרוב לארוחת צהריים בחינם שהיקום מספק, " אומר ברזלטון. הארובות משחררות גם מתאן, מולקולה אורגנית המהווה מקור אנרגיה עשיר לסוגים רבים של חיים.
בעוד שהאנרגיה בשפע, עדיין לא ברור היכן חיידקים במערכת האקולוגית בים העמוק משיגים את הפחמן או החומרים המזינים שלהם. לדברי מנהלת הצוות סוזן לנג, גיאוכימיסטית באוניברסיטת דרום קרוליינה, פתרון תעלומה זו היא אחת המשימות העיקריות של המשלחת.
"אחת השאלות שאנו מנסים ללכת אחריה היא, בשביל מה מסתכלים החיידקים האלה?", היא אומרת. "החיים תמיד מחפשים משהו."
במהלך המסע בן השלושה שבועות, מדענים שעל סיפון ספינת המחקר של חיל הים האמריקני (R / V) אטלנטיס ישלחו רכב המופעל מרחוק (ROV), בשם ג'ייסון, במורד של כ -2, 600 רגל לעיר האבודה כדי לאסוף דגימות. "ג'ייסון נראה כמו רכב שטח עם זנב גדול שיוצא מאחור", אומרת בת 'אורקוט, מיקרוביולוגית במעבדת ביגלו למדעי האוקיאנוס, המעורבת במשלחת אך לא הולכת בעצמה. "המדענים משתמשים בג'ייסון כמעיניהם וזרועותיהם על קרקעית הים."
ג'ייסון יאסוף משקעים מהקרקעית ויחלץ דגימות קטנות של ארובות העיר האבודה, אך בעיקר ג'ייסון יאסוף מים. מדעני המשלחת מתכננים לאסוף מים הזורמים מתוך הארובות כדי ללכוד חיידקים החיים עמוק בתוך מסיבי אטלנטיס. החוקרים משערים כי חיידקים בתוך ההר מכניסים למערכת האקולוגית פחמן וחומרים מזינים, המאפשרים חיים מיקרוביאליים על פני הארובות.
"זה יראה כי כדור הארץ הוא מערכת מאוד מחוברת, " אומר לאנג. "אפילו אורגניזמים מוזרים ממש החיים בקרקעית הים מאפשרים חיים על פני השטח."
ה- ROV Jason, שיחקור את העיר האבודה וייקח דגימות החודש. (מוסד טום קליידינסט / וודס הול אוקיאנוגרפיה) קביעת האופן בו שורדים חיידקים בתוך ההר, בו תנאים בלתי-אפשריים מקיפים את תהליך הנחש, עשויה גם לתת הצצה לחיים אפשריים בכוכבי לכת אחרים. מכיוון שהמרכיבים פשוטים יחסית (סלע ומי ים), והסביבה נטולת חמצן, חיידקים בתוך אטלנטיס עשויים להוות חלון לצורות חיים מחוץ לכדור הארץ.
"זו דוגמה לסוג של מערכת אקולוגית שיכולה להיות פעילה על אנצ'לדוס או אירופה ממש ברגע זה, " אמר ברזלטון והתייחס לירחים מימיים של שבתאי ויופיטר, "ואולי מאדים בעבר."
ROV ג'ייסון יאסוף מדי יום כ -30 ליטר מי ים. חלק מהמים שנאספו יאוחסנו במקפיאים למחקר עתידי, ואילו חלקם ינותחו במקום כדי למדוד את ההרכב הכימי כמו גם את אוכלוסיות החיידקים והנגיפים. במהלך השנים הבאות, בדיקות גנטיות של דגימות מי הים תאירו אילו סוגים של חיידקים חיים בסביבה קיצונית זו ואיך הם מצליחים לשרוד.
ישנם גם מדענים המאמינים כי העיר האבודה, או מקום כזה, עשויים להיות במקום בו החיים התחילו על כדור הארץ. "זו מערכת טובה למקום בו יתכן והתפתחו החיים המוקדמים, " אמר לנג. נקבוביות קטנות בקירות ארובות העיר האבודה, בשילוב עם מי ים בסיסיים (בניגוד לחומציות) ומקור אנרגיה בלתי מוגבל בגז המימן, עשויים לספק את תנאי הגולדילוק הדרושים לחיים ספונטניים.
"נראה כי הגיאוכימיה והגיאולוגיה בעיר האבודה מתלכדות בדרך שתפתור את בעיית העוף והביצה האנרגטית ממוצא החיים", אמר ג'פרי מרלו, מיקרוביולוג מאוניברסיטת הרווארד שאינו מעורב במשלחת. בעיית "תרנגולת וביצה" מתייחסת לעובדה שתא זקוק לאנרגיה כדי ליצור מולקולות ביו, ויש צורך במולקולות ביו כדי לרתום אנרגיה.
מארלו חושב שזה מתקבל על הדעת כי המים בעלי החומציות הגבוהה המסתחררים לנקבוביות הארובה בעיר האבודה עשויים לייצר תנאים נוחים לחיי החיים. גז המימן ומולקולות אחרות המתערבבות יחד בנקבוביות עשויות ליצור סמן מקדים לתא, המכונה תא-פרוטו.
תמונת מיקרוסקופ אלקטרונית סורקת חושפת את הביפילמים הביוביים העשויים ממיקרובים בארובות העיר האבודה ובתוכה. (באדיבות תומסו בונטנולי, סוזן לאנג וגרטשן פרוה-גרין) מקומות עמוקים כמו העיר האבודה קיימים בים העמוק, אך הם התקשו למצוא אותם. מכיוון שתוצרי הלוואי של הסרפנטיניזציה הם ארציים יחסית - לרוב מימן ומתאן - לאתרים כמו עיר האבודה אין חתימות ביו חזקות כמו מערכות אוורור הידרותרמיות אחרות, כמו מעשנים שחורים המפיצים גז גופרית. "היינו חושבים שאתרים כמו העיר האבודה הם די נפוצים, אנחנו פשוט לא יודעים איפה הם נמצאים, " אומר לאנג. "כרגע, היינו אומרים שהעיר האבודה היא יחידה במינה, אך היא בטח לא לבד."
מציאת עיר אבודה אחרת בקרוב נראית לא סבירה בהתחשב בעובדה שרוב האוקיינוס מעולם לא נחקר על ידי בני אדם. "ראינו רק חלק קטן מהקרקעית, " אומר מארלו. "יש כל כך הרבה דברים שם שניתן לגלות." על פי שירות האוקיינוס הלאומי של ארצות הברית, פחות מ 20 אחוז מהאוקיינוס ממופים או נצפו על ידי בני אדם.
האוקיאנוס העמוק הוא גבול לא פחות של מדענים כמו החלל העמוק. החוקרים רק מתחילים להבין כיצד חיים מגוונים מתפקדים במערכות אקולוגיות קיצוניות בסמוך לקרקעית הים, ומדענים אינם היחידים המשקיפים אל הים העמוק. משאבים מינרליים, כמו ניקל, קובלט, כסף וזהב, עוררו את האינטרס של חברות הכרייה, שמשקיעות יותר ויותר בניצול עתידי של הים.
"כשהייתי סטודנט שלמד על הים העמוק, הרעיון שיש מינרלים על קרקעית הים שתעשיות אולי ירצו לשליח היה לגמרי רעיון מדעי, כי זה בכלל לא היה בר-קיימא כלכלית, " אמר אורקוט. אולם כעת, הטכנולוגיות הנדרשות נמצאות כאן, והרשות הבינלאומית לקרקעית הים (סוכנות האו"ם שנותנת אישור לכרייה במים בינלאומיים) מוציאה מדי שנה אישורים לחיפושי כרייה. היתר אחד כזה, שהונפק באוגוסט 2017, נתן לפולין את הזכות לנצל את שטח קרקעית הים בו נמצאת העיר האבודה.
מבנה "כוורת" בעיר האבודה. (באדיבות דבורה קלי, אוניברסיטת וושינגטון) יש מדענים ימיים שאומרים שכריית קרקעית הים לפני שנבין את הביולוגיה הבסיסית שלה יכולה להיות מתכון לאסון. "ממש כמו בכל גבול, זה די קל להשפיע על שינויים מבלי לדעת אפילו מה יש או מה הפגיעויות", אומרת ליסה לוין, ביולוגית בים עמוק ומייסדת שותף ביוזמת Deep Ocean Stewardship, שמטרתה להביא מדענים, כלכלנים, מומחי מדיניות ונציגי התעשייה יחד בנושאים של ניצול ים עמוק. לוין אומר שכאשר פולין קיבלה את הזכויות בכריית האזור סביב העיר האבודה, היא הניפה דגל אדום למיקרוביולוגים בים העמוק. "זה היה אירוע קטליטי."
חוקרים רבים בים העמוק קוראים כעת לשמר את העיר האבודה ומקומות כמוה, ומדגישים את החשיבות הגלובלית של מיקרוביולוגיה של האוקיאנוס העמוק, התורמת למחזורי התזונה, למניעת האקלים והמגוון הגנטי. "אנו רוצים להפנות את תשומת הלב לחלק הבלתי נראה של החיים", אומר אורקוט, אשר ארגן פגישות מדעיות אודות ההשפעות של כריית ים עמוק על פעילות מיקרוביאלית. "לקומת הים יש ערך. בכל פעם שמדענים יורדים לקרקעית האוקיאנוס, מגלים מינים חדשים. יש כל כך הרבה מהאוקיאנו שאנחנו לא יודעים עליו. "
משלחת החודש לעיר האבודה תעזור לנו ללמוד קצת יותר על העולמות המסתוריים שלמטה.
