استكشاف عالم أعماق البحار

مقدمة إلى أعماق المحيطات

تُعرف مناطق أعماق البحار بأنها تلك التي تقع على عمق 200 متر أو أكثر تحت سطح المحيط. هذه المناطق تمتاز ببيئة تعتبر من بين الأصعب على وجه الأرض. يعود ذلك إلى عدة عوامل:

• درجات الحرارة المنخفضة للغاية، والتي نادرًا ما تتجاوز 5 درجات مئوية.
• الضغط المرتفع جدًا، والذي يمكن أن يصل إلى 200 ضعف الضغط الجوي على مستوى سطح البحر.
• غياب ضوء الشمس بشكل كامل.

هذه الظروف تجبر الكائنات البحرية التي تعيش في هذه الأعماق على التكيف بشكل فريد للبقاء على قيد الحياة في هذه البيئة القاسية. في الماضي، كان استكشاف أعماق البحار تحديًا كبيرًا بسبب القيود التكنولوجية. ومع ذلك، في بداية القرن التاسع عشر، بدأ العلماء الأوروبيون في استكشاف الحياة في هذه المناطق.

عمليات التمثيل الضوئي تتأثر بشدة في هذه المنطقة بسبب نقص ضوء الشمس. تتراوح درجة حرارة الماء بين 3 و 10 درجات مئوية، مما يجعلها باردة جدًا. بالإضافة إلى ذلك، هناك نقص في كميات الأكسجين الذائب في الماء، والضغط الجوي يصل إلى حوالي 400 ضعف الضغط الجوي. هذا يؤدي إلى انخفاض أعداد الكائنات الحية. يُقدر أن حوالي 25٪ من أنواع الكائنات الحية، التي يبلغ عددها حوالي 8.7 مليون نوع، تعيش في هذه الأعماق. وقد اكتشف العلماء جزءًا صغيرًا فقط من هذه الكائنات، ويعتقدون أن حوالي 91٪ منها لم يتم اكتشافه بعد.

التكيف مع شح الموارد الغذائية

تواجه الكائنات الحية في أعماق البحار تحديًا كبيرًا بسبب نقص الموارد الغذائية. على سبيل المثال، تم العثور على نوع من ديدان البلوط على عمق 2700 متر بالقرب من سلسلة الجبال في وسط المحيط الأطلسي. تتميز هذه الديدان بشفاه طويلة جدًا تمكنها من التقاط الفريسة من مسافة بعيدة. كما أنها تمتلك أسنانًا وأنيابًا قادرة على سحق أي شيء تتناوله، لأنها تحتاج إلى تناول أي شيء للبقاء على قيد الحياة. فمها كبير يشبه الكهف وأسنانها تشبه الخناجر، ولا تستطيع إغلاق فمها بسبب حجم أسنانها.

هذه الديدان هي مجرد مثال واحد على العديد من الكائنات الحية التي تمتلك خصائص مميزة تمكنها من البقاء على قيد الحياة في أعماق البحار.

التكيف مع غياب النور

ينخفض ضوء الشمس تدريجيًا بدءًا من منطقة البحار المتوسطة (منطقة الشفق) وصولاً إلى أعماق البحار حيث يختفي الضوء تمامًا. يصبح لون الماء أزرق بسبب امتصاص الألوان الأخرى مع زيادة العمق. في النهاية، يصبح قاع البحر مظلمًا تمامًا كالليل. لذلك، تتكيف الكائنات الحية حسيًا مع هذا الظلام. بعض الكائنات، مثل أسماك الحدادة القوية، لديها عيون كبيرة جدًا تمكنها من التقاط كمية ضئيلة جدًا من الضوء. بينما الأنواع الأخرى، مثل الأسماك ثلاثية الأبعاد، تكون عمياء تمامًا وتعتمد على حاسة الشم واللمس والاهتزاز للتعرف على الأشياء.

تمتلك بعض هذه الكائنات أجزاء مضيئة في أجسامها تشكل ما يُعرف بالتلألؤ البيولوجي، وهو مشهد فني جذاب. تستخدم الكائنات هذا التلألؤ لأغراض متعددة، مثل أسماك الفانوس التي تصدر أضواء من الأمام للرؤية، وبعضها يصدر أضواء لجذب الأنواع المشابهة والبحث عن الصداقات. أما أسماك الصيد فتصدر ضوءًا لإغراء الفريسة ثم اصطيادها. بعضها الآخر يصدر ضوءًا من بطنه يشبه أشعة الشمس القادمة من الأعلى للاختباء من الحيوانات المفترسة الموجودة أسفلها، وهناك نوع يصدر ضوءًا كإنذار من الخطر.

التكيف مع الضغط الهائل

تتأثر معظم الكائنات الحية بالضغط الهائل في أعماق البحار، وبعضها يُسحق تمامًا عند الوصول إلى هذه النقطة. ومع ذلك، فإن الكائنات التي تعيش في أعماق البحر لا تتأثر بذلك لأن أجسامها تتكون في الغالب من الماء. كما هو معروف، الماء لا يُضغط. بالإضافة إلى ذلك، لا تحتوي أجسامها على أعضاء تحتوي على غازات مثل الرئتين أو المثانة، مما يجعلها متكيفة للعيش هناك. يؤثر الضغط أيضًا على التفاعلات الكيميائية التي تحدث في أجسامها لإتمام عمليات التمثيل الغذائي.

مثال على هذه الكائنات هي السمكة المنتفخة، التي وُصفت بأنها بشعة، ولكنها تتحمل الضغط في هذا العمق. يعود ذلك إلى أن جسمها يتألف من كتلة هلامية كثافتها أقل من كثافة الماء. كما أنها لا تسبح كثيرًا ولا تحتاج إلى الكثير من الطاقة (التغذية)، وأحيانًا تنتظر مرور الطعام أمامها حتى تتناوله.

الضخامة في الكائنات البحرية العميقة

تُصنف الكائنات التي تعيش في أعماق البحار على أنها ضخمة أو عملاقة. يُفسر ذلك بأن الكائنات كلما كانت أكبر حجمًا زادت قوتها وقدرتها على التأقلم مع الظروف الأصعب. بالإضافة إلى ذلك، فإن معيشتها في مياه باردة جدًا تسبب زيادة حجم الخلايا وعمرها. ومن أمثلة هذه الكائنات الحبار الضخم الذي يعيش هناك، ويُعتقد أن وزنه يزيد عن 680 كيلوغرام. بالإضافة إلى متماثلات الأرجل العملاقة التي تشبه الجمبري وسرطانات البحر، لكنها تختلف بحجمها الأكبر إذ يصل وزنها إلى حوالي 1.7 كيلوغرام مع طول 76 سم. أيضًا، هناك سرطان البحر العنكبوت الياباني الذي يصل طوله إلى 12 مترًا مع وزن يصل إلى 20 كيلوغرام.

الينابيع الحرارية المائية

اكتشف العلماء وجود فتحات حرارية في قاع البحر تشبه الينابيع الساخنة. تتشكل هذه الفتحات بعد تباعد الصفائح التكتونية وخروج الصهارة شديدة السخونة من باطن الأرض. تتشكل هذه الصهارة نتيجة اختلاطها بالماء البارد على شكل قشرة جديدة وسلاسل جبلية بركانية، مما يجعل المياه تصبح ساخنة لفترة من الوقت. ونتيجة للضغط المرتفع، تذوب المعادن وتخرج للأعلى لتختلط بالماء البارد. أما البكتيريا الموجودة هناك، فإنها تحول هذه المعادن السامة إلى طاقة من خلال عملية تسمى التخليق الكيميائي، وذلك لتوفير الغذاء لهذه الكائنات دون الحاجة إلى ضوء الشمس.

مصادر طاقة بديلة محتملة

توجد في أعماق البحار فتحات حرارية (شقوق في أرضية المحيطات يخرج منها هواء شديد السخونة). تصدر هذه الفتحات كبريتيد الهيدروجين، وهو أحد مصادر الطاقة الموجودة في الأعماق، بالإضافة إلى الميثان الذي يتسرب من هذه الفتحات الحرارية. على الرغم من هذه المصادر المحتملة للطاقة، لا تزال طريقة استخدام هذه المصادر بفعالية مجالًا للبحث والدراسة.

تلوث أعماق البحار

تتأثر الأعماق بتلوث مياه البحر الذي يسببه الإنسان. يصل التلوث إلى الأعماق ويؤثر على الكائنات الحية، مثل معدات الصيد، ونفايات السفن، والبلاستيك، ومخلفات الصرف الصحي، ومخلفات الحفر والتجريف والتعدين، ومستحضرات الصيدليات، والمعادن السامة، ومبيدات الآفات، والمواد الكيميائية، وعمليات التنقيب عن النفط والغاز، وتسرب النفط. هذه الكائنات التي تعيش في أعماق البحر مُعرضة لتهديد حقيقي بسبب التلوث الذي يسببه الإنسان.

في أعماق البحار، توجد كائنات كثيرة تمكن الإنسان من اكتشاف بعضها، في حين لم يتمكن من اكتشاف الجزء الأكبر. تمتاز هذه الكائنات بصفات حيوية وتكوين جسدي خاص يجعلها قادرة على التأقلم مع النظام البيئي الصعب في أعماق البحار، حيث درجات الحرارة منخفضة بصورة كبيرة، والضغط عالي، ولا يتوافر فيها الكثير من الأطعمة.