کراتون

شکستگی‌های عمیق، تاریک و بی‌اکسیژن پایاپوسته‌های دوره پرکامبرین در زمین محل زیست ریزسازواره‌هایی است که انرژی لازم برای بقای خود را با مصرف گازها، مواد مغذی موجود در مایعات و کربن آلی که خیلی کم به آن دسترسی دارند تأمین می‌کنند.

بیشتر برآوردهای کنونی نشان می‌دهد که زیست‌کره ژرف زمین مأمن بیشتر موجودات میکروبی زمین است؛ علاوه‌بر این که حدود ۱۰ تا ۱۲ درصد از زیست‌توده سیاره ما را نیز در دل خود جا داده‌است.

این اکوسیستم‌ها میزبان نیاکان میکروب‌هایی هستند که برای شناخت منشأ و تکامل حیات در سیاره زمین اهمیت علمی زیادی دارند اما کم‌ترین میزان پژوهش روی آنها انجام شده‌است و کم‌ترین اطلاعات از آنها به دست آمده‌است.

سنگ‌های پایاپوسته‌ای میلیاردها سال پیش شکل گرفتند؛ در اعماق پوسته زمین و در دمایی که برای زندگی هر موجود زنده‌ای غیرممکن است. مدت‌های مدیدی گذشت تا این که پس از فرایند فرسایش سنگ‌هایی که امروزه می‌بینیم به سطحی از پوسته رسیدند که دمایش امکان حیات را فراهم می‌آورد.

تعیین این‌که این محیط‌های سنگی چه زمانی زیست‌پذیر شدند و در برخی موارد چه زمانی مدفون شدند و دوباره در وضعیت بی‌باری و زیست‌ناپذیری قرار گرفتند اطلاعات تازه‌ای را دربارهٔ تکامل زیست‌کره عمیق زمین به دست خواهد داد. این امر به‌ویژه از آن جهت مهم است که میکروب‌های ساکن اعماق، الگوی دگرگشتی مشابه سوخت‌وساز بسیار ابتدایی در زمین را دارند. همچنین گزارش‌هایی از دوره‌های طولانی زیست‌پذیری در سیالات عمیق برخی از کراتون‌ها موجود است. این گزارش‌ها حاکی از این هستند که پژوهش‌های علمی در کشف این که این کراتون‌ها چه زمانی دارای اکوسیستم‌های فعال بوده‌اند ناتوان هستند. اما دانشمندان با تلفیق نتایج گاه‌شماری گرمایی به‌دست‌آمده از چندین سامانه تاریخ‌گذار ایزوتوپ پرتوزا، اکنون می‌توانند پیشینه آن پایاپوسته‌ها را طی مدفون‌شدگی‌ها و فرسایش‌های پی‌درپی در طول زمان بازسازی کنند. این رویکرد، زمینه را برای رمزگشایی و تفسیر همان مقدار ناچیز پیشینه زمین‌شناختی به دست آمده از زیست‌کره عمیق کراتون‌ها فراهم می‌آورد.

پژوهشگران همچنین توانسته‌اند گذشته سنگواره‌های حیات کهن در صخره‌های کراتونی اسکاندیناوی را با دوران زیست‌پذیری که به کمک گاه‌شماری گرمایی تعیین شده بودند مرتبط کنند. این یافته نشان می‌دهد که می‌توان از گاه‌شماری گرمایی برای یافتن مناطقی که قدیمی‌ترین پیشینه زیستی ریزسازواره‌های زیرسطحی را دارند استفاده کرد. نقاطی مثل شرق فنلاند، گرینلند و احتمالاً بخش‌هایی از کانادا از لحاظ وجود شرایط زیست‌پذیر به مدت یک میلیارد سال یا شاید بیشتر توجه دانشمندان را به‌طور خاص جلب کرده‌اند. پژوهش‌های سال‌های اخیر جای تردیدی باقی نمی‌گذارند که ریزسازواره‌ها در عمق چند کیلومتری صخره‌های شکسته بخش‌های قاره‌ای و اقیانوسی زمین زندگی می‌کنند و این پیشینه زیستی مربوط به میلیون‌ها سال پیش است.

بیشترین بخش قاره‌ای زمین از سنگ‌های آذرین تشکیل شده‌است. نشانه‌های فسیلی از حیات کهن در تمامی شکستگی‌های سنگ‌های آذرین مشاهده شده‌اند.

عنصر سلنیوم و حیات میکروبی پوسته قاره‌ای زمین: حفاری‌هایی که در طول دهه‌های گذشته در بستر دریا انجام شده‌اند شواهد با ارزش بیشتری را از وجود یک زیست‌کره گسترده در ژرفای زمین در زیر بستر دریا نمایان کرده‌اند. سیالاتی که در بخش زیرین کف دریا جریان دارند ترکیباتی شیمیایی را آزاد می‌کنند که تأمین‌کننده انرژی میکروب‌ها در آن اکوسیستم‌های ژرف هستند. تنها در تعداد انگشت شماری از نقاط دنیا از جمله کهن‌ترین بخش‌های قاره‌ای پوسته زمین، نمونه‌برداری مستقیم از زیست‌کره عمیق قاره‌ای امکان‌پذیر است. پایاپوسته‌هایی که قدمت آنها به ابردوران نخست‌زیستی (آرکئن) می‌رسد نمونه‌ای از این نقاط انگشت شمار هستند. این محل‌ها نشان می‌دهند که شکستگی‌های عمیق، نقش گذرگاه را برای سیالات ایفاء کرده و مواد مغذی مهمی را به میکروب‌های ساکن زیستگاه‌های نامساعد می‌رسانند. در این بین، عنصر سلنیوم (Se) نقش بسیار مهمی را در این گونه سامانه‌ها ایفا می‌کند. حتی کم‌ترین مقادیر سلنیوم می‌تواند موجب ادامه فعالیت میکروبی شود، البته در صورتی که شرایط فیزیکی و شیمیایی مناسب فراهم باشند.

Grotzinger, John P. ; Jordan, Thomas H. (۴ فوریه ۲۰۱۰), Understanding Earth (Sixth ed.), W. H. Freeman, ISBN 978-1-4292-1951-8

• Stanley, Steven M. (1999). Earth System History. New York: W.H. Freeman and Company. pp. 297–302. ISBN 0-7167-2882-6.

U*Jackson, Julia A. , ed. (1997). "craton". Glossary of geology (Fourth ed.). Alexandria, Viriginia: American Geological Institute. ISBN 0-922152-34-9.

• روزنامه اطلاعات: میکروب‌ها، ساکنان میلیارد ساله اعماق زمین. یکشنبه ۲۳ آبان ۱۴۰۰