الملخص:
يبدو سهل نولاربور الشاسع في أستراليا مسطحًا تقريبًا وبلا ملامح، ولكنه يخفي شبكة ضخمة من الكهوف تحت السطح. وجدت دراسة حديثة أجراها فريق بحث بجامعة كيرتن أن بعض الخنادق الضحلة التي تبدو عادية في السهل قد تكون في الواقع آثارًا سطحية خلفها نظام كهف عميق تحت الأرض انهار تدريجيًا إلى الأعلى على مدى فترة طويلة من الزمن الجيولوجي. ولن يساعد هذا الاكتشاف فقط في العثور على كهوف تحت الأرض كان من الصعب العثور عليها في السابق، بل قد يوفر أيضًا طريقة جديدة للعثور على كهوف تحت الأرض على كواكب أخرى مثل المريخ في المستقبل.
يمتد سهل نولاربور عبر جنوب أستراليا، ويغطي مساحة تزيد على 200 ألف كيلومتر مربع، ويعد من أكبر مناطق الحجر الجيري في العالم. تشكل هذا الحجر الجيري في بيئة بحرية ضحلة منذ عشرات الملايين من السنين. منذ حوالي 14 مليون سنة، انحسر المحيط القديم تدريجيًا، تاركًا وراءه هضبة الحجر الجيري الضخمة اليوم.
على مدى ملايين السنين الماضية، استمرت المياه الجوفية في تآكل الحجر الجيري، لتشكل تدريجيًا شبكة معقدة من الكهوف والتجاويف تحت الأرض، والتي يمكن أن يمتد بعضها لعدة كيلومترات. ومع ذلك، نظرًا لأن معظم هذه الهياكل الموجودة تحت الأرض مخفية تحت السطح، فقد تمكن العلماء من دراستها فقط عندما تخترق الكهوف السطح لتشكل فتحات أو مجاري وما إلى ذلك. لذلك، ما زالوا يفتقرون إلى الفهم الكامل لحجم وتوزيع نظام الكهوف تحت الأرض بأكمله.
ركز فريق البحث هذه المرة على نوع من التضاريس في سهل نولاربور، والذي لم يكن أصله معروفًا من قبل. تتخذ هذه الهياكل شكل خنادق ضيقة ضحلة تمتد تقريبًا في اتجاه الشمال والجنوب. يمكن أن يصل طول بعضها إلى 20 كيلومترًا، لكن عمقها لا يتجاوز بضعة أمتار. إنها غير واضحة على الأرض بحيث يمكن اعتبارها بسهولة بمثابة تضاريس عادية للتضاريس، لكنها تظهر بوضوح في نماذج التضاريس الرقمية الحديثة.
للوهلة الأولى، تبدو هذه الأخاديد وكأنها وديان ضحلة تقطعها الأنهار، لكن الباحثين وجدوا أنها لا تتناسب مع السمات النموذجية للأشكال الأرضية التي تشكلها التآكل النهري. تميل إلى البدء والانتهاء فجأة، ولا ترتبط بالأنهار أو أنظمة الصرف في المرتفعات المحيطة بسهل نولاربور، وتفتقر إلى البنية المتفرعة التي تمتلكها الأنهار عادةً.
وبعد إجراء مزيد من الفحص للرواسب داخل الخندق، لم يجد الباحثون أيضًا أي دليل واضح على ترسب المياه المتدفقة. وهذا يعني أن هذه الأشكال الأرضية لا يتم قطعها عن طريق الجريان السطحي على المدى الطويل، ولكنها قد تنتج عن العمليات الجيولوجية التي تحدث تحت الأرض.
للعثور على الإجابات، أجرى فريق البحث دراسة منهجية لهذه الخنادق الضحلة باستخدام مزيج من التصوير الجوي والطائرات بدون طيار، ونماذج التضاريس الرقمية عبر الأقمار الصناعية، ومسوحات الآبار، وقياسات الكهوف، ومجموعة متنوعة من تقنيات الكشف الجيوفيزيائية.
يمكن للكشف الجيوفيزيائي ملاحظة الهياكل الموجودة تحت الأرض دون إجراء حفريات واسعة النطاق للأرض. ويشبه هذا المبدأ التصوير الطبي باستخدام الأشعة السينية لفهم ما بداخل جسم الإنسان. قارن الباحثون البيانات الجيومورفولوجية السطحية مع بيانات التكوينات الصخرية تحت الأرض، والآبار، وأنظمة الكهوف المعروفة، ووجدوا في النهاية مناطق واضحة من الصخور المكسورة أسفل هذه الخنادق الضحلة.
والأمر الأكثر أهمية هو أن بعض الخنادق تقع مباشرة فوق أنظمة الكهوف والحفر الباطنية المعروفة. يشير هذا إلى أن الخنادق الضحلة التي تظهر على السطح هي في الواقع مجرد "نتوءات سطحية" خلفتها أنظمة الكهوف تحت الأرض.
يعتقد الباحثون أنه بعد تكوين كهف تحت الأرض، فإن الصخور الموجودة في أعلى الكهف سوف تتشقق تدريجيا وتنهار تحت تأثير الجاذبية. ولأن هذه العملية بطيئة للغاية، وربما تستغرق ملايين السنين، فإن الكهف لا ينهار فجأة دفعة واحدة، بل يمتد نحو السطح من خلال سلسلة من مناطق الصدع التي تتطور تدريجيًا إلى الأعلى.
في النهاية، يبدو أن الكهوف الموجودة تحت الأرض "تنهار لأعلى" ببطء داخل التكوين الصخري، تاركة خنادق صغيرة ضحلة على السطح. ونظرًا لأن السطح يظل مسطحًا نسبيًا، فقد كان من الصعب منذ فترة طويلة اكتشاف وجود هذه الكهوف تحت الأرض بالعين المجردة.
يقول الباحثون إن هذا الاكتشاف يغير الطريقة التي يفهم بها الناس المناظر الطبيعية للكهوف. في الماضي، غالبًا ما كان الباحثون يتكهنون بالهياكل الموجودة تحت الأرض بناءً على الأشكال التي تظهر على السطح، لكن الأبحاث التي أجريت على سهل نولاربور تظهر أن بعض السمات السطحية غير الملحوظة قد تتوافق في الواقع مع تجاويف أعمق وأكبر تحت الأرض.
إن البحث عن هذه الكهوف المخفية ليس له أهمية علمية فحسب، بل له قيمة عملية أيضًا. قد تواجه المناطق ذات التجاويف الكبيرة تحت الأرض مشكلات الاستقرار الجيولوجي عند بناء المباني والطرق والأنفاق والمجاري. إن معرفة موقع التجاويف الموجودة تحت الأرض يمكن أن تساعد المهندسين على تحديد المخاطر المحتملة مسبقًا.
تعد الكهوف أيضًا مهمة جدًا لموارد المياه الجوفية. تمثل التضاريس الكارستية النموذجية حوالي 15% من مساحة الأراضي الخالية من الجليد في العالم، وتوفر موارد المياه الجوفية المرتبطة بهذه الهياكل الجيولوجية مصادر المياه لحوالي 10% إلى 25% من سكان العالم. ولذلك، فإن تحديد موقع الكهوف تحت الأرض وقنوات المياه الجوفية بدقة له أيضًا أهمية كبيرة لحماية الموارد المائية وإدارتها.
بالإضافة إلى ذلك، تعد الكهوف بمثابة أرشيفات طبيعية مهمة لدراسة البيئات الماضية. ونظرًا لأن الجزء الداخلي من الكهف مغلق نسبيًا وأقل تأثرًا بالعوامل الجوية والتآكل السطحي، فيمكن الحفاظ على الرواسب والمعادن والمواد الأخرى لفترة طويلة، وبالتالي تسجيل التغيرات المناخية والبيئية والنظام البيئي السابقة.
تحتوي بعض الكهوف أيضًا على مجتمعات حياة فريدة للغاية. يمكن للبيئة المعزولة عن السطح لفترة طويلة أن تعزز التطور المستقل للكائنات الحية على مدى فترة طويلة من الزمن، مما يشكل العديد من الأنواع الخاصة التي تتكيف مع الظلام ونقص الغذاء والبيئات القاسية. تظل هذه النظم البيئية الموجودة تحت الأرض من بين البيئات البيولوجية الأقل دراسة على وجه الأرض.
لدراسة هذه النظم البيئية، عليك أولاً أن تعرف مكان وجود الكهوف. يوفر البحث الجديد في سهل نولاربور دليلاً جديدًا للعثور على هذه الهياكل المخفية: لا يحتاج العلماء بالضرورة إلى العثور على مدخل الكهف أولاً، ولكن يمكنهم البدء بتغيرات ضعيفة جدًا، أو حتى تم تجاهلها، في شكل التضاريس الماضية على السطح لاستنتاج ما إذا كانت هناك كهوف تحت الأرض.
يعتقد الباحثون أن هذا النهج يمكن أن يكون له آثار أبعد من أستراليا. لأن الكهوف لا توجد على الأرض فقط، بل من الممكن أن تتشكل على أجرام سماوية أخرى.
وعلى كوكب المريخ بشكل خاص، اكتشف العلماء عددًا كبيرًا من الكهوف تحت الأرض المشتبه بها وأنابيب الحمم البركانية والهياكل المشابهة للتجاويف تحت الأرض من خلال المركبات المدارية ومهام الاستكشاف الأخرى. لقد فقد المريخ الآن دورة المياه النشطة التي تمتلكها الأرض، لكن النشاط المائي الماضي والنشاط البركاني ربما يكونان قد خلقا تجاويف معقدة تحت الأرض.
تحظى الكهوف الموجودة تحت الأرض باهتمام علماء الأحياء الفلكية لأنها توفر بيئة مستقرة نسبيًا. لقد تأثر سطح المريخ منذ فترة طويلة بالإشعاع الكوني القوي، والإشعاع الشمسي، والتغيرات الشديدة في درجات الحرارة، ويمكن للكهوف الموجودة تحت الأرض استخدام طبقات الصخور العلوية لتوفير حواجز طبيعية. لذلك، من الناحية النظرية، قد تكون أكثر ملاءمة من سطح المريخ للحفاظ على المواد العضوية وحتى توفير المأوى للحياة الميكروبية.
يعني هذا أيضًا أنه إذا كان البشر يأملون في البحث عن علامات الحياة على المريخ في المستقبل، فقد تصبح الكهوف الموجودة تحت الأرض هدفًا مهمًا للكشف. وحتى لو لم يتم العثور على حياة في هذه الكهوف في نهاية المطاف، فإنها يمكن أن تكون بمثابة قواعد محتملة للبعثات المأهولة المستقبلية إلى المريخ، مما يوفر لرواد الفضاء حماية من الإشعاع الطبيعي وبيئة مستقرة نسبيًا.
يصادف أن سهل نولاربور يوفر "مشهد محاكاة" قيمًا جدًا للأرض. السطح هنا جاف ومستقر، وقد تم إخفاء الكهوف تحت الأرض تحت المناظر الطبيعية المسطحة نسبيًا لفترة طويلة. وهو مشابه لبعض المناطق على سطح المريخ التي تفتقر إلى الدورة المائية الحديثة ولها تغيرات سطحية أقل.
لذلك يعتقد الباحثون أنه إذا كان من الممكن تحديد موقع الكهوف العميقة بدقة من خلال الأخاديد الضعيفة على السطح في سهل نولاربور، فيمكن استخدام أساليب مماثلة لتحليل البيانات السطحية على الكواكب الأخرى في المستقبل. بالنسبة للمريخ، تمكنت المسابير المدارية من الحصول على نماذج تضاريس رقمية عالية الدقة. إذا تمكن العلماء من تحديد "بصمات" سطحية مماثلة من خلال هذه البيانات، فقد يكون من الممكن تحديد مواقع الكهوف تحت الأرض.
من غير الواضح حاليًا عدد أنظمة الكهوف غير المكتشفة التي يخفيها سهل نولاربور، ناهيك عما إذا كانت هناك هياكل تحت الأرض ذات سمات سطحية مماثلة على كواكب أخرى. ومع ذلك، يعتقد فريق البحث أن هذا الاكتشاف يظهر أن بعض التضاريس التي تبدو بسيطة ومسطحة وحتى مألوفة قد لا تزال تخفي عالمًا ضخمًا تحت الأرض.
تم نشر الأبحاث ذات الصلة في مجلة Communications Earth & Environment. وأشار الباحثون إلى أن فكرة العثور على كهوف تحت الأرض من السطح لا يمكن أن تساعد الإنسان على إعادة فهم الأرض فحسب، بل قد توفر أيضا أدوات جيولوجية جديدة لاستكشاف الأجرام السماوية الأخرى في المستقبل مثل المريخ. بالنسبة لتلك الكهوف التي ليس لها مداخل واضحة ولكن قد تحتوي على مساحات ضخمة تحت الأرض، قد لا يكون المدخل الحقيقي على السطح، ولكنه مخفي تحت خنادق ضحلة تكاد تكون غير واضحة.
التعليقات