قلعه لوکی

قلعه لوکی
سه فوت بالایی از یک دودکش ۱۲ متری در قلعه لوکی، اواسط ژوئیه ۲۰۰۸
نقشه نشان‌دهنده جایگاه قلعه لوکی
نقشه نشان‌دهنده جایگاه قلعه لوکی
مکانپشته میانی اقیانوس اطلس
مختصات۷۳°۳۳′۰۰″ شمالی ۰۸°۰۹′۰۰″ شرقی / ۷۳٫۵۵۰۰۰°شمالی ۸٫۱۵۰۰۰°شرقی / 73.55000; 8.15000
کمترین ارتفاع−۲٬۳۵۲ متر (−۷٬۷۱۷ فوت)

قلعه لوکی (به انگلیسی: Loki's Castle) میدانی متشکل از پنج چاه گرمابی فعال در میانهٔ اقیانوس اطلس است. این میدان در مدار ۷۳ درجه شمالی بر روی پشته میانی اقیانوس اطلس در میان ایسلند و سوالبارد و در عمق ۲٬۳۵۲ متری قرار دارد.[۱][۲][۳] این چاه‌ها هنگام کشف در اواسط ژوئیه ۲۰۰۸، شمالی‌ترین دودکش‌های سیاه شناخته‌شده در علم بودند.[۴]

این منطقه از نظر زمین‌شناسی بسیار جالب توجه است، زیرا در ناحیه‌ای نسبتاً پایدار از پوسته زمین با نیروهای زمین‌ساختیِ ضعیف‌تر و در نتیجه تعداد کمتری چاه گرمابی قرار گرفته است. همچنین، این مکان زادگاه کشف رده‌ای متمایز از نظر زیست‌شناختی از باستانیان به نام لوکی‌آرکئوتا (Lokiarchaeota) است.

جغرافیا

قلعه لوکی بر روی پشته گاکل (که پیش‌تر با نام پشته میانی اقیانوس شمالگان شناخته می‌شد)، در نقطه تلاقی پشته‌های مونز (Mohns) و کنیپوویچ (Knipovich) واقع شده است.[۲] در سمت شمال غربی آن، مجموعه‌های هسته اقیانوسی به چشم می‌خورند. این میدان در عمق تقریبی ۲٬۳۰۰ متری و در مرز دریای گرینلند و دریای نروژ قرار دارد.

تاریخچه

کشتی تحقیقاتی نروژی جی.او. سارس در برگن، نروژ.

کشف

این چاه‌های گرمابی در سال ۲۰۰۸ توسط یک تیم تحقیقاتی چندملیتی ۲۵ نفره از دانشگاه برگن نروژ کشف شدند. این منطقه بیش از ۱۲۰ مایل دریایی (حدود ۲۲۰ کیلومتر) شمالی‌تر از چاه‌هایی قرار دارد که در سال ۲۰۰۵ به عنوان شمالی‌ترین چاه‌های شناخته‌شده کشف شده بودند. هر دو اکتشافِ عرض‌های جغرافیاییِ بالا در سال‌های ۲۰۰۵ و ۲۰۰۸ به سرپرستی رولف پدرسن، زمین‌شناس مرکز زمین‌زیست‌شناسی این دانشگاه، و با استفاده از کشتی تحقیقاتی جی.او. سارس (G.O. Sars) انجام شد (این کشتی به افتخار گئورگ اوسیان سارس، زیست‌شناس دریایی نروژی، نام‌گذاری و در مه ۲۰۰۳ به آب انداخته شده بود).[۳][۵][۶] این چاه‌ها با کمک یک زیردریایی کنترل از راه دور (ROV) مکان‌یابی شدند.

نام «قلعه لوکی» به این دلیل به این میدان داده شد که شکل ظاهری آن، کاشفانش را به یاد یک قلعهٔ خیالی می‌انداخت. این نام به لوکی، ایزد فریب و نیرنگ در اساطیر اسکاندیناوی، اشاره دارد. اعضای تیم معتقد بودند که این نام «برای میدانی که پیدا کردنش تا این حد دشوار بود، انتخابی بسیار مناسب است.»[۳]

اکتشافات اخیر

پس از کشف در سال ۲۰۰۸، نمونه‌برداری از قلعه لوکی با استفاده از ابزارهای اندازه‌گیری مانند سی‌تی‌دی (CTD) و بطری‌های نیسکین ادامه یافت.[۷]

در سال ۲۰۱۰، مغزه‌های گرانشی به طول ۲ متر از این میدان استخراج شد.[۲][۸]

در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹، کشتی جی.او. سارس با همکاری سازمان زمین‌شناسی ایالات متحده آمریکا و دانشگاه برگن دوباره به این میدان بازگشت تا مغزه‌های رسوبی فشاری تهیه کند.[۹] برای مدت ۱۱ ماه (از اوت ۲۰۱۹ تا ژوئیه ۲۰۲۰)، یک لرزه‌سنج در کف اقیانوس در قلعه لوکی نصب شد که نشان‌دهندهٔ شکل‌گیری یک گسل جدایشی در غرب این میدان و وقوع روزانه حدود ۷٫۵ رویداد لرزه‌ای با بزرگای کم بود.[۱۰]

زمین‌شناسی

در مقالات علمی، قلعه لوکی به عنوان یک میدان گرمابی با سنگ میزبان بازالت و متأثر از رسوبات توصیف شده است. با توجه به ترکیب ایزوتوپی بور در سیالات گرمابی، گمان می‌رود که تغذیه سیال چاه (یا نفوذ آن به کف دریا) در مناطقی با تراکم بالای رسوبات اقیانوسی انجام می‌شود، نه در صخره‌های آذرینِ بدون رسوب در پهلوهای پشته.[۱۱]

تاکنون ۲۱ نوع کانی در این میدان گرمابی شناسایی شده است.[۱۲] در زمان جمع‌آوری مغزه‌ها در سال‌های ۲۰۱۸ و ۲۰۱۹، کانی تالک نیز در نمونه‌ها یافت شد.[۱۳]

تاریخ‌گذاری رادیوکربن تخمین می‌زند که قدیمی‌ترین مواد گرمابی موجود در این میدان بیش از ۹٬۱۰۰ سال قدمت دارند.[۹]

پشته‌ها و دودکش‌ها

این میدان شامل دو پشتهٔ سولفیدی عظیم به ارتفاع ۲۰ تا ۳۰ متر و قطر ۱۵۰ تا ۲۰۰ متر است که به یکدیگر پیوسته و یک پشتهٔ مرکب بزرگ را تشکیل می‌دهند. اندازه این منطقه با میدان TAG در پشته میانی اقیانوس اطلس که تا سال ۲۰۱۰ یکی از بزرگ‌ترین میدان‌های گرمابی شناخته‌شده بود، قابل مقایسه است.[۲] ماروین لیلی، از اعضای تیم اکتشافی در سال ۲۰۰۸ و اقیانوس‌شناس، معتقد است که این منطقه ممکن است بزرگ‌ترین کانسار از این دست باشد که تاکنون در کف اقیانوس دیده شده است.[۳]

پنج دودکش فعال قلعه لوکی، آبی با دمای ۳۲۰ درجه سانتی‌گراد فوران می‌کنند و روی تپه وسیعی از مواد معدنی سولفید قرار دارند که قطر پایه آن حدود ۲۵۰ متر و قطر بالای آن حدود ۹۰ متر است.[۳] دودکش‌های فعال بیشتر به رنگ سیاه هستند، اما با لایه‌هایی از باکتری‌های سفیدرنگ پوشیده شده‌اند که از مواد معدنی و متریال خروجی چاه‌ها تغذیه می‌کنند. دودکش‌های قدیمی‌تر به دلیل رسوبات آهن اکسیدشده، به رنگ قرمزِ خال‌دار درآمده‌اند.[۳]

چهار دودکش با دمای بالا بین سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۰۹ نمونه‌برداری شدند که با نام‌های خوآو (João)، منورا (Menorah)، کمل (Camel) و اسلیپی (Sleepy) شناخته می‌شوند. ساختار این دودکش‌ها عمدتاً از اسفالریت، پیریت و پیروتیت به همراه مقادیر کمی کالکوپیریت تشکیل شده است.[۲] در بخش شرقی میدان اصلی، جایی که فعالیت چاه‌ها کمتر است، دودکش‌های کوچک باریت (با ارتفاع کمتر از ۱ متر) وجود دارند.[۱۴] به این بخش از سیستم گرمابی، اصطلاحاً میدان باریت گفته می‌شود.[۹]

شیمی سیالات

سیالات قلعه لوکی سرشار از گازهای فرار، به‌ویژه هیدروژن سولفید، گاز هیدروژن و متان هستند.[۱۴] این میدان همچنین با غلظت بالای هیدروکربن‌ها، آمونیوم و قلیائیت همراه است، در حالی که فاقد آهن و منگنز محلول می‌باشد.[۹] پی‌اچ (pH) سیالات در مکان‌هایی که دمای بالایی دارند، اسیدی بوده و بین ۵٫۵ تا ۶٫۱ متغیر است.[۲]

بوم‌شناسی

دوجورپایانی از خانواده Melitidae که در اطراف قلعه لوکی یافت شده‌اند.

پرتار (کرم صدفی) از گونهٔ Nicomache lokii (از خانواده مالدانیدا) به عنوان یک گونهٔ کلیدی در حیات جانوریِ پیرامون چاه‌های گرمابی این منطقه در نظر گرفته می‌شود.[۱۵] این کرم، یکی از بیش از ده گونهٔ جدیدی است که در این مکان کشف شده‌اند.[۱۶]

کرم‌های لوله‌ای از گونه Sclerolinum contortum (خانواده سیبوگلینیدا) بر روی بزرگ‌ترین پشته‌های سولفیدی این میدان زندگی می‌کنند.[۲] دوجورپایان خانواده ملیتیدا (Melitidae) نیز در میان کرم‌های لوله‌ای یافت می‌شوند و به وفور در شکاف دودکش‌ها حضور دارند.

میکروب‌شناسی

در قلعه لوکی، لایه‌های متراکمی از باکتری‌ها روی چاه‌ها و اطراف آن‌ها زندگی می‌کنند و از مواد معدنی و ترکیبات خروجی آن‌ها بهره می‌برند. در میان این باکتری‌ها، گروه‌های اپسیلون‌پروتئوباکتریا (Epsilonproteobacteria) و گاماپروتئوباکتریا (Gammaproteobacteria) بسیار رایج هستند که هیدروژن و هیدروژن سولفید فراوان را اکسید کرده و روی سطوح دودکش‌های فعال، زیست‌لایه‌هایی (بیوفیلم) را تشکیل می‌دهند.[۱۴] گروه‌های تائوم‌آرکئوتا (Thaumarchaeota) نیز در چاه‌های کم‌فعال‌تر یافت شده‌اند. همچنین گونه‌های سردهٔ سولفوروفوم (Sulfurovum) بر زیست‌لایه‌های میکروبی غالب هستند. نمونه‌های جمع‌آوری شده در سال‌های ۲۰۰۸ و ۲۰۱۰ نشان‌دهندهٔ تنوع بالایی از کلامیدیاها (Chlamydiae) بود.[۱۷]

مشاهدات اولیه نشان داده است که منطقهٔ گرمِ اطراف چاه‌های قلعه لوکی، یک اکوتوپ (بوم‌جای) دریایی است که با ریزارگانیسم‌های منحصربه‌فرد و متنوعی پر شده و با سایر بوم‌سازگان‌های (اکوسیستم‌های) دریاییِ چاه‌های گرمابی تفاوت دارد.[۳] در این منطقه، یک شاخه از باستانیان کشف شد که به افتخار قلعه لوکی، لوکی‌آرکئوتا (Lokiarchaeota) نام گرفت.[۸][۱۸][۱۹][۲۰] گروه لوکی‌آرکئوتا به عنوان یک حلقه گمشدهٔ احتمالی بین پروکاریوت‌ها و یوکاریوت‌ها در سامانه سه‌دامنه‌ای حیات، شهرت جهانی دارد.[۸]

تجزیه و تحلیل‌های متاژنومی که توسط بکستروم و همکاران در سال ۲۰۱۹ انجام شد، نشان داد که قطعاً مجموعه کاملی از ویروس‌های پیش‌تر ناشناخته در این مکان وجود دارند که به عنوان ویروس‌های قلعه لوکی (LCVs) شناخته می‌شوند. این‌ها عمدتاً ویروس‌های غول‌پیکری از ردهٔ مگاویروس‌ها در شاخهٔ نوکلئوسیتوویریکوتا (NCLDV) هستند که در منطقه قلعه لوکی زندگی می‌کنند.[۲۱] از میان ۲۳ توالی ژنومیِ باکیفیت ویروس‌های NCLDV:

  • ۱۵ مورد به پیتوویروس‌ها مرتبط هستند،
  • ۵ مورد با مارسی‌ویروس‌ها (Marseilleviridae) ارتباط دارند،
  • ۱ مورد به ایریدوویروس‌ها مرتبط است، و
  • ۲ مورد به کلوسنئوویروس‌ها نزدیک هستند.

توالی ژنی شبیه به ایریدوویروس در این منطقه، "LCIVAC01" نام‌گذاری شده است.

جستارهای وابسته

منابع

  1. ↑ "Arctic Circle Vent". University of Washington. 2008-07-24. Archived from the original on 21 اوت 2017. Retrieved 2008-07-25.
  2. 1 2 3 4 5 6 7 Pedersen, Rolf B.; Rapp, Hans Tore; Thorseth, Ingunn H.; Lilley, Marvin D.; Barriga, Fernando J. A. S.; Baumberger, Tamara; Flesland, Kristin; Fonseca, Rita; Früh-Green, Gretchen L.; Jorgensen, Steffen L. (23 November 2010). "Discovery of a black smoker vent field and vent fauna at the Arctic Mid-Ocean Ridge". Nature Communications. 1 (1): 126–. doi:10.1038/ncomms1124. PMC 3060606. PMID 21119639.
  3. 1 2 3 4 5 6 7 "Scientists Break Record By Finding Northernmost Hydrothermal Vent Field". Science Daily. 2008-07-24. Retrieved 2008-07-25.
  4. ↑ "Boiling Hot Water Found in Frigid Arctic Sea". livescience.com. 2008-07-24. Retrieved 2008-07-25.
  5. ↑ "Background about the G.O. Sars". University of Bergen. Archived from the original on 2012-05-08. Retrieved 2008-07-25.
  6. ↑ "G.O. Sars". Norwegian Institute of Marine Research. Archived from the original on 18 آوریل 2010. Retrieved 2008-07-25.
  7. ↑ Stensland, Anne. "Dissolved gases in hydrothermal plumes from Artic vent fields". nva.sikt.no. Norwegian Research Information Repository.
  8. 1 2 3 Spang, Anja; Saw, Jimmy H.; Jørgensen, Steffen L.; Zaremba-Niedzwiedzka, Katarzyna; Martijn, Joran; Lind, Anders E.; van Eijk, Roel; Schleper, Christa; Guy, Lionel; Ettema, Thijs J. G. (May 2015). "Complex archaea that bridge the gap between prokaryotes and eukaryotes". Nature. 521 (7551): 173–179. doi:10.1038/nature14447. PMC 4444528. PMID 25945739.
  9. 1 2 3 4 Gartman, A.; Payan, D.; Au, M.; Reeves, E. P.; Jamieson, J. W.; Gini, C.; Roerdink, D. (February 2024). "Hydrothermal Plume Fallout, Mass Wasting, and Volcanic Eruptions Contribute to Sediments at Loki's Castle Vent Field, Mohns Ridge". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 25 (2). doi:10.1029/2023GC011094.
  10. ↑ Pilot, Matthias; Lien, Marie Jakobsen; Schlindwein, Vera; Ottemöller, Lars; Barreyre, Thibaut (December 2024). "Microseismicity Around Loki's Castle Hydrothermal Vent Field Reveals the Early Stages of Detachment Faulting at the Mohns‐Knipovich Ridge Intersection". Geochemistry, Geophysics, Geosystems. 25 (12). doi:10.1029/2024GC011732.
  11. ↑ Baumberger, Tamara; Früh-Green, Gretchen L.; Thorseth, Ingunn H.; Lilley, Marvin D.; Hamelin, Cédric; Bernasconi, Stefano M.; Okland, Ingeborg E.; Pedersen, Rolf B. (August 2016). "Fluid composition of the sediment-influenced Loki's Castle vent field at the ultra-slow spreading Arctic Mid-Ocean Ridge". Geochimica et Cosmochimica Acta. 187: 156–178. doi:10.1016/j.gca.2016.05.017.
  12. ↑ "Loki's Castle". Mindat. Hudson Institute of Mineralogy.
  13. ↑ Cowing, Keith (13 March 2024). "Arctic Mid-Ocean Ridge Sediment Cores Shed Light On Past Hydrothermal Activity". Astrobiology.
  14. 1 2 3 Steen, Ida H.; Dahle, Håkon; Stokke, Runar; Roalkvam, Irene; Daae, Frida-Lise; Rapp, Hans Tore; Pedersen, Rolf B.; Thorseth, Ingunn H. (7 January 2016). "Novel Barite Chimneys at the Loki's Castle Vent Field Shed Light on Key Factors Shaping Microbial Communities and Functions in Hydrothermal Systems". Frontiers in Microbiology. 6: 1510. doi:10.3389/fmicb.2015.01510. PMC 4703759. PMID 26779165.
  15. ↑ Andreassen, Kim (24 September 2011). "Viktig og svovelkjær børstefyr". Archived from the original on 2011-09-24.
  16. ↑ Andreassen, Kim (25 August 2019). "Fant nye arter i Arktis". Universitetet i Bergen. Archived from the original on 2019-08-25.
  17. ↑ Georgiou, Aristos (9 March 2020). "Never-before-seen Species of Chlamydia Bacteria Found Below Arctic Ocean". Newsweek (in English).
  18. ↑ Jorgensen, Steffen Leth; Hannisdal, Bjarte; Lanzén, Anders; Baumberger, Tamara; Flesland, Kristin; Fonseca, Rita; Øvreås, Lise; Steen, Ida H.; Thorseth, Ingunn H.; Pedersen, Rolf B.; Schleper, Christa (16 October 2012). "Correlating microbial community profiles with geochemical data in highly stratified sediments from the Arctic Mid-Ocean Ridge". Proceedings of the National Academy of Sciences. 109 (42): E2846–E2855. doi:10.1073/pnas.1207574109. PMC 3479504. PMID 23027979.
  19. ↑ Jørgensen, Steffen L.; Thorseth, Ingunn H.; Pedersen, Rolf B.; Baumberger, Tamara; Schleper, Christa (2013). "Quantitative and phylogenetic study of the Deep Sea Archaeal Group in sediments of the Arctic mid-ocean spreading ridge". Frontiers in Microbiology. 4: 299. doi:10.3389/fmicb.2013.00299. PMC 3790079. PMID 24109477.
  20. ↑ Martin, Alexander (7 May 2015). "Weird ARCHAEAN LIFE FORM found at 'Loki's Castle' DEEP beneath Arctic Circle". situation publishing. The Register.
  21. ↑ Bäckström, Disa; Yutin, Natalya; Jørgensen, Steffen L.; Dharamshi, Jennah; Homa, Felix; Zaremba-Niedwiedzka, Katarzyna; Spang, Anja; Wolf, Yuri I.; Koonin, Eugene V.; Ettema, Thijs J. G. (30 April 2019). "Virus Genomes from Deep Sea Sediments Expand the Ocean Megavirome and Support Independent Origins of Viral Gigantism". mBio. 10 (2): e02497–18. doi:10.1128/mBio.02497-18. PMC 6401483. PMID 30837339.

پیوند به بیرون

This page is issued from ویکی‌پدیا. The text is available under Creative Commons Attribution-Share Alike 4.0 unless otherwise noted. Additional terms may apply for the media files.