برك نيوم المالحة في أعماق خليج العقبة

برك نيوم المالحة هي الإكتشاف العلمي الجيولوجي والبيولوجي الأكبر حتى الآن في خليج العقبة.

تتشكل برك نيوم المالحة أو برك المياه المالحة في أعماق البحار من خلال التراكم المستقر لمحاليل شديدة الملوحة في منخفضات قاع البحر. تتمتع ثلاثة مسطحات مائية، خليج المكسيك، والبحر الأبيض المتوسط​​، والبحر الأحمر بمثل هذه الظروف وبرك المياه المالحة.

حتى في هذه المسطحات المائية، تعتبر برك المياه المالحة نادرة نسبيًا، مع وجود بضع عشرات فقط من الاكتشافات في جميع الأماكن الثلاثة. كما أن المسابح صغيرة جدًا مقارنة بالأحواض المضيفة لها، ويتراوح حجمها من مئات الأمتار المربعة إلى بضعة كيلومترات مربعة.

على الرغم من ندرتها وحجمها الضئيل، فإن أحواض المياه المالحة تقدم واحات كثيفة من الكائنات الحية الكبيرة والتنوع البيولوجي الميكروبي في بيئة قاعية في أعماق البحار تفتقر إلى عدد وتنوع الأنواع. تحظى برك المياه المالحة في أعماق البحار باهتمام علمي مكثف لأن نقص الأكسجين المنتشر، وانخفاض درجة الحموضة، والملوحة الزائدة تمثل واحدة من أكثر البيئات الصالحة للسكن على الأرض، وربما تقدم أدلة على الحياة الأولى على كوكبنا، وتوجه البحث عن الحياة بعد ذلك.

تم تضخيم أهمية برك المحلول الملحي في البحر الأحمر مع اكتشاف أن الميكروبات شديدة الحساسية التي تعيش فيها يمكن أن تنتج جزيئات نشطة بيولوجيًا ذات إمكانات علاجية ، بما في ذلك الخصائص المضادة للبكتيريا والمضادة للسرطان.

مقالة ذات صلة: برك ملحية قاتلة في البحر الأحمر، الأكثر ندرة في العالم

لماذا يضم البحر الأحمر وشواطئ نيوم العدد الأكبر من البرك المالحة.

من بين جميع أماكن تجمعات المياه المالحة على مستوى العالم، يضم البحر الأحمر العدد الأكبر ويرتبط مصدرها تقليديًا بتفكك المبخرات الجوفية الوفيرة التي ترسبت في قاع بنيوي خلال التطور الميوسيني لحوض الصدع. يمكن تقسيم تجمعات البرك المالحة بسهولة إلى فئتين – تلك الواقعة على طول الحوض المحوري العميق (> 1000 متر) للحوض والمرتبطة بمحور انتشار الصدع ، مقابل تلك الموجودة فوق الجرف الساحلي الضحل (<850 مترًا).

في الفئة الأولى، يوجد ما لا يقل عن 25 مجمعًا لحمامات السباحة تم تطويرها على طول الحوض المحوري. جميعها خالية من الأكسجين، وكلها أكثر دفئًا من 21.35 درجة مئوية من مياه البحر المحيطة بالبحر الأحمر. يقع اثنان فقط من برك المياه المالحة في الفئة الثانية فوق الجرف الساحلي. يقع كلاهما قبالة ساحل المملكة العربية السعودية وحيث يقع مشروع نيوم أيضاً. تتسرب ثول على عمق 860 مترًا من المياه في وسط البحر الأحمر وبركة عفيفي المالحة على ارتفاع 350 مترًا في الجنوب. مثل البرك المحورية، فإن هذا الزوج غير مؤكسد على حد سواء، ومياهها شديدة الملوحة أدفأ بشكل هامشي (<2 درجة مئوية) من المحيط.

مقالة ذات صلة: خط المرآة، مشروع سعودي طموح لناطحة سحاب تمتد لمسافة 75 ميلاً

لماذا برك نيوم المالحة كانت مميزة ومفاجئة؟

خلال الرحلة البحثية لعام 2020 لـ”R / V OceanXplorer”، وهي رحلة استكشافية تهدف إلى استكشاف قاع البحر العميق قبالة سواحل المملكة العربية السعودية وتفصيلها بشكل أكبر، اكتشفنا مجمعًا من أحواض المياه المالحة على عمق 1770 مترًا. على عكس جميع الاكتشافات السابقة، تقع هذه البرك في خليج العقبة وهي أول اكتشاف خارج البحر الأحمر.

برك نيوم الملحية، سميت بهذا الاسم بعد رحلة بحثية، والتي قامت بتسهيلها نيوم، وهي شركة تطوير سعودية. الميزة المميزة التي تفصل بين برك نيوم المالحة والاكتشافات السابقة للبحر الأحمر هي أنها تقع على بعد كيلومترين فقط من الساحل، وهي أقرب بكثير من أقرب نقطة قريبة من ثول. كما أنها تقع على بعد 25 كيلومترًا من الشاطئ. تقع برك نيوم على هذا النحو لتلقي الرواسب المتساقطة من المنطقة الساحلية، وبالتالي تتمتع بإمكانيات فريدة لأرشفة موجات التسونامي التاريخية والفيضانات والزلازل في خليج العقبة.

تقع برك نيوم المالحة في خليج العقبة على عمق 1770 مترًا في سهل الاستحمام في أعماق أراغون. هذا الحوض واضح لكونه أعمق أكثر من 800 متر من متوسط ​​الخليج، ويمكن مقارنته في العمق بمعظم الحوض المحوري للبحر الأحمر. تتميز هندسة الصدع هذه بمكوِّن توسعي كبير ويعتبر العمق حوضًا حقيقيًا مفصولًا، وهو الوحيد من نوعه في خليج العقبة. تتجاوز الزلازل في المنطقة في كثير من الأحيان 5.0 درجات، بما في ذلك زلزال نويبع 7.3 درجات الذي نتج عن تمزق جزئي لصدع أراغون.

ما هو الإكتشاف المهم وأين يقع بالتحديد

يتكون الاكتشاف من حوض ملحي كبير وثلاثة برك صغيرة على بعد 50 مترًا من حدوده. يمتد المسبح الرئيسي بالتوازي مع الساحل، ويبلغ طوله 260 مترًا وعرضه 70 مترًا ويغطي مساحة قدرها 10000 متر مربع. تعتبر برك نيوم المالحة صغيرة بالمقارنة، وكلها أقل من 10 أمتار مربعة، وذات شكل دائري، وربما يرجع ذلك إلى أصلها بسبب تسرب المحلول الملحي من البركة الرئيسية.

يقع مجمع نيوم مباشرة بجوار إصبع منحدر هامش المملكة العربية السعودية. يقع المسبح الرئيسي بالقرب من الهامش، حيث يتم تحديد “الشاطئ” الشرقي من خلال ارتفاع 35 درجة من المنحدر الأمامي. يتم الحفاظ على هذا الانحدار حتى عمق المياه البالغ 250 مترًا، وهو أقل عمقًا منه، وينحدر الهامش إلى ما يقرب من الرأسي ، قبل أن ينتهي عند مستوى سطح البحر على شكل قمة الشعاب المرجانية التي تغطي الساحل السعودي لخليج العقبة.

اختلافات بينية واضحة بين المحلول الملحي ومياه المحيط.

كشفت قياسات CTD من عمق 1200 متر، أن عمود ماء الاستحمام فوق حوض المحلول الملحي لديه درجة حرارة ثابتة تبلغ 21.33 درجة مئوية، وملوحة (40 PSU). والأكسجين المذاب 180 ميكرولتر. كانت هذه المعلمات ثابتة وصولاً إلى السطح البيني بين المحلول الملحي ومياه البحر. في غضون 15 سم تحت السطح البيني، ارتفعت الملوحة من (40 PSU) إلى قيم أعلى من حدود مسبار التوصيل (120 PSU). قدم التحليل المعملي اللاحق للمحلول الملحي قيم ملوحة فعلية تبلغ (160 PSU).

كما انخفضت قيم الأكسجين المذاب بأكثر من 75٪ عند السطح البيني، ووصلت إلى 50 ميكرولتر لتر بمقدار 20 سم غمرًا في المحلول الملحي، وانخفضت كذلك إلى قيمة أدنى من 10 ميكرولتر لتر بمقدار 50 سم تحت السطح البيني. يمكن تفسير هذه القيم المنخفضة على الأرجح على أنها منعدمة الأكسجين تمامًا، ولكن لا يزال هناك احتمال أن يؤدي الخلط المحدود لمياه البحر الأحمر العادية في المحلول الملحي إلى حدوث حالات نقص الأكسجين جزئيًا (نقص الأكسجين) .

الحرارة والملح المذاب عاملين رئيسين في اختلاف طبيعة البرك المالحة

على عكس الملوحة والأكسجين المذاب، لم تتغير درجة الحرارة فجأة عبر واجهة المحلول الملحي. وبدلاً من ذلك، تزداد درجة الحرارة تدريجياً تحت السطح البيني الملحي بمعدل 0.1 درجة مئوية لكل زيادة عمق 20 سم ، لتصل إلى زيادة 1.0 درجة مئوية فوق درجة حرارة مياه البحر المحيطة بعمق 2 متر في المحلول الملحي (الشكل 4). لم يزداد فرق درجة الحرارة عن المحيط مع الغمر الأعمق. تشير هذه الزيادة المتواضعة في الاحترار إلى نقص التسخين الحراري المائي القريب من المحلول الملحي.

البيئة البيولوجية في برك نيوم المالحة.

توفر الميكروبات التي تعيش في واجهة المياه المالحة ومياه البحر وسيلة مناسبة لتحديد مصادر للمحلول الملحي المتراكم في البرك. الرواسب التي تستضيف الميكروبات هي ظلال ملطخة من الرمادي الداكن إلى البرتقالي، وبالتالي تشكل قشرة ميكروبية واضحة غير متقطعة حول محيط البرك. تم تأكيده من خلال تسلسل الرنا الريباسي 16S ، لوحظ أن نفس المجتمع محليًا يمتد لأعلى المنحدر فوق الهامش الشرقي للمسبح، مما يشير إلى أن الميكروبات هنا أيضًا تستعمر الرواسب المخصبة في محلول ملحي والتي تخرج من إصبع المنحدر.

ارتبطت معظم هذه التسريبات الملحية بكتل البريشيا (الصخور) التي هبطت لتستقر على إصبع المنحدر. في بعض الحالات، يبدو أن هذه الكتل، التي يُرجح أنها انزلقت من المنحدر الأمامي القريب، قد حفرت منخفضات قاع البحر في سهل البمامي والتي امتلأت لاحقًا بالمحلول الملحي. الافتراض القائل بأن الستائر الملطخة بالميكروبات تتغذى بنشاط من خلال صفائح متتالية من المحلول الملحي يدعمه الاستعمار الوفير لهذه المناطق من قبل 2015. لوحظ أن ذوات الصدفتين تتراكم فقط داخل منطقة الخلط بين المحلول الملحي ومياه البحر العادية حولها حمامات السباحة.

كيف تغذي البرك المالحة وتساعد على وجود الحياة حولها

علاوة على ذلك، يمكن رؤية المحلول الملحي بصريًا وهو يتسرب من إصبع المنحدر (مرئي بسبب الوميض داخل عمود الماء الناتج عن الهالوكلين الناتج عن المحلول الملحي) عندما تم إزعاج الرواسب الملطخة بذراع المركبة الآلي. على النقيض من ذلك ، لم يكن المحلول الملحي واضحًا بصريًا عندما تم إزعاج المناطق غير الملطخة في المنحدر بالمثل.

نظرًا لكثافته العالية، يمكن تقليل إمكانية سحب المحلول الملحي من البركة أعلى المنحدر عبر الحركة الشعرية. التفسير الوحيد المعقول لهذه الملاحظات هو أن تسرب محلول ملحي من المنحدر يمثل مصدرًا واحدًا للمحلول الملحي في برك نيوم المالحة. يجب أن تتدفق هذه التسربات بشكل مستمر، أو تقريبًا، للحفاظ على المجتمعات الميكروبية وذات الصدفتين المحبة للملوحة التي تعيش في الرواسب التي ينزل من خلالها المحلول الملحي إلى البركة أدناه.

الحيوانات الضخمة المرتبطة ببركة السباحة.

تستضيف أحواض نيوم المالحة تجمعاً ثرياً من ميتازوان. أسماك الأنقليس، قرش الكلب الكبير، والأسماك المسطحة تصرفت بطريقة تتفق مع استخدامهم للمحلول الملحي كإستراتيجية تغذية. يبدو أن هذه الحيوانات المفترسة تطوف عمدًا على سطح المحلول الملحي. وقد لوحظ أن ثعبان السمك كان ينغمس بشكل متكرر في المحلول الملحي. على الأرجح لاستعادة الحيوانات التي صدمت أو قُتلت بسبب نقص الأكسجين في المياه.

كان مثل هذا السلوك لا لبس فيه بالنسبة لجيوش الروبيان التي تجمعت عند الارتفاعات الطبوغرافية حول حافة البركة. عندما يضيء الضوء الأحمر، لاحظنا أن هذا النوع من الروبيان يغامر حتى منتصف البركة (> 30 مترًا من الحافة) وينتف الكائنات الحية الصغيرة التي يعطلها المحلول الملحي (الشكل 9f).

لماذا يتكاثر المحار حول البرك

تعكس منطقة التلوين الجرثومي حول حافة بركة المحلول الملحي، الثنائيات ذات المصراعين. تتساوى كثافة ذوات الصدفتين التي تغذي المعلق. والتي تم وصفها لأول مرة في البحر الأحمر. على الرواسب الناعمة وفوق كتل البريشيا التي هبطت لتمتد على سطح المحلول الملحي. وبوضع نفسه على هذا النحو، يُفترض أن يستفيد المحار من خلط المحلول الملحي مع مياه البحر المحيطة. التي توفر مكانًا يتميز بملوحة عالية، انخفاض الأكسجين، انخفاض درجة الحموضة، ودرجة حرارة معتدلة، مقارنة بالمحيط.

لذلك، قد يُفترض أن هذه المحاريات ذات الصدفتين. وفي الواقع، التجمعات الأوسع للميتازوان التي ترتبط ببرك نيوم المالحة. يتم الحفاظ عليها من الناحية التغذوية من خلال أنشطة التخليق الكيميائي للمجتمع الميكروبي الذي يسكن حافة البرك ومياهها. لم يلاحظ أي ميتازوان آخر في الرواسب التي تم جمعها مع ذوات الصدفتين. والتي يبدو أنها تسكن حصريًا الرواسب الغنية بالميكروبات على طول حواف البرك. تم الإبلاغ عن نفس التوزيع لهذا المصراع من قبل أوليفر وآخرون.

المجتمعات الميكروبية المرتبطة بالبركة.

تم تحديد كمية المجتمعات الميكروبية التي تسكن 20 مم العلوي من النوى الخمسة التي تقطع الهامش الشرقي لبركة نيوم الرئيسية. يهيمن على التجمعات الميكروبية في النواة الأولى سلالات من بكتيريا غامابروتيوباكتيريا و ثوماركيوتا ألفابروتيوباكتيريا و نيتروسبيرا مع الأيض الهوائي المعروف.

النواة الثانية، التي أخذت عينات من قاع البحر مظلمة بالألوان بواسطة نسيج ميكروبي غني (المنطقة الرمادية). تباهى بمجتمع مشابه، تهيمن عليه مرة أخرى بكتيريا غامابروتيوباكتيريا وقدرات التمثيل الغذائي الهوائية. على النقيض من ذلك، فإن الميكروبات التي تم تحديدها في النواة 3. والتي اخترقت منطقة التدحرج البرتقالي الواقعة مباشرة خارج السطح البيني لمياه البحر المالحة. أظهرت عددًا أقل من الأصناف الهوائية المحتملة. وزيادة وفرة طيف واسع من الميكروبات مع الأيض الذي يمتد إلى تقليل الكبريتات، توليد الميثان، إزالة الكلور الاختزالية، والتخمير.

تهيمن بدائيات النوى اللاهوائية على المجتمع الكلي المتسلسل في الزوج الأخير من النوى ( 4 و 5). الذي اخترق قاع تجمع المحلول الملحي الرئيسي. وفرة مخفضات الكبريتات التي تشغل رواسب قاع مربعات البركة مع نسبة SO42− / Cl− المستنفدة المقاسة داخل المحلول الملحي المغطي (الشكل 6 أ).

في النهاية ماذا يمكن أن يستفاد من هذا الإكتشاف

في النهاية أدى التحليل وتوصيف برك نيوم المالحة إلى إنشاء الأمثلة الأولى في نظام البحر الأحمر الكبير. ليكون قريبًا بشكل كافٍ من الساحل ليكون بمثابة مصائد لترسب الرواسب لعمليات المنحدرات. على هذا النحو، تتمتع برك نيوم المالحة بإمكانية فريدة لأرشفة موجات التسونامي التاريخية والفيضانات والزلازل في خليج العقبة على فترات زمنية تمتد إلى آلاف السنين. من خلال التأكد من أن برك المياه المالحة تتشكل خارج الجزء المتصدع من البحر الأحمر، في خليج العقبة. نأمل في توسيع فكرة كيفية تشكل برك المياه المالحة وأين تتشكل. ولأول مرة، أكدنا أيضًا على قيمة برك المياه المالحة كأرشيف للرواسب. من خلال الكشف عن تسلسل متعدد المراحل ومتعدد الأحداث من الرواسب الرسوبية المحفوظة أسفل تجمعات نيوم.