বিশ্বের গভীরতম খনিগুলির মধ্যে একটিতে ‘অন্ধকার অক্সিজেন’ অনুসন্ধান করা হচ্ছে

কিন্তু উইটওয়াটারসরান্ডে খনন অন্য কিছু আবিষ্কার করেছে: বিলিয়ন-বছরের পুরানো ব্রাইন। এই তরলটি প্রাচীন পাথরের ফাটলে লুকিয়ে আছে এবং এটি একটি অগভীর সমুদ্রের অবশিষ্টাংশ যা অনেক আগে অববাহিকায় বিদ্যমান ছিল। “অন্য কোন উপায় নেই, বা পৃথিবীতে অন্য কোন জায়গা নেই, যেখানে আপনি সত্যিই এত গভীরে যেতে পারেন এবং (সেই দূরে) সময়ের মধ্যে ফিরে যেতে পারেন,” রাফ বলেছেন। ব্রাইন অধ্যয়ন করে, রাফ এবং অন্যান্য বিজ্ঞানীরা পৃথিবীর প্রাথমিক ইতিহাসে জীবন সম্পর্কে আরও বেশি কিছু শেখার আশা করেন না, তবে কীভাবে এটি আমাদের নিজের গ্রহের বাইরে চরম পরিবেশে বেঁচে থাকতে সক্ষম হতে পারে।

প্রকৃতপক্ষে, দক্ষিণ আফ্রিকার এই অংশে বিজ্ঞান এবং খনির দীর্ঘ সম্পর্ক রয়েছে। এস্তা ভ্যান হেরডেন, এলাকার একজন ভূ-রসায়নবিদ, কয়েক দশক ধরে খনির কোম্পানিগুলোর সাথে কাজ করছেন। তিনি এটিকে “একটি সিম্বিওটিক সম্পর্ক” হিসাবে বর্ণনা করেছেন। বিজ্ঞানীরা প্রাচীন জীবন এবং ভূমিকম্পের ক্রিয়াকলাপের মতো রহস্যগুলি অধ্যয়নের জন্য এই কঠিন থেকে অ্যাক্সেসযোগ্য জায়গায় যেতে সক্ষম হন, যখন কোম্পানিগুলি তাদের ক্রিয়াকলাপের ঝুঁকি এবং প্রতিকারের ডেটা পেতে পারে।

মোয়াব খোটসং-এ জীবাণুর চারপাশে গবেষণাটি প্রাথমিকভাবে একজন ব্যক্তির দ্বারা উদ্ভূত হয়েছিল: প্রয়াত প্রিন্সটন ইউনিভার্সিটির ভূতাত্ত্বিক তুলিস অনস্টট, যিনি 2021 সালে মারা গিয়েছিলেন। দক্ষিণ আফ্রিকার প্রাচীন ভূগর্ভস্থ জলের একজন বিশেষজ্ঞ, অনস্টট সক্রিয় তদন্তকারী একটি আন্তর্জাতিক বৈজ্ঞানিক ড্রিলিং প্রকল্পের অংশ ছিলেন এলাকায় ত্রুটি. কিন্তু যখন মোয়াব খোটসং-এ খনন করা প্রাচীন ব্রিনের একটি পকেটকে ছেদ করেছিল, তখন অনস্টট একটি ভিন্ন ধরনের মাঠ অভিযানের আয়োজন করেছিল। 2018 সালে, বেলজিয়াম, জাপান এবং দক্ষিণ আফ্রিকার সহযোগীদের সাথে, তিনি প্রাচীন জীবনের সম্ভাবনা অধ্যয়ন করার জন্য একটি ভূগর্ভস্থ পরীক্ষাগারের জন্য পরিকাঠামো তৈরি করতে খনির গভীরতায় ভ্রমণ করেছিলেন। পরীক্ষাগারে টিউব এবং পায়ের পাতার মোজাবিশেষের একটি সিরিজ রয়েছে যা গবেষকদের ব্রিনের নমুনা সংগ্রহ করতে দেয়।

“এটি একটি কল যা আপনি খুলতে পারেন, এবং এই বোরহোল থেকে জল বেরিয়ে আসে,” রাফ বলে৷ কিন্তু এই গভীর টানেল থেকে জল বের করা গরম এবং কঠোর পরিশ্রম হতে পারে। “কখনও কখনও আমরা এইগুলি বহন করতাম… মূলত বড় পাত্রে যা 10 লিটার (2.6 গ্যালন) ব্রাইন ধারণ করতে পারে,” বলেছেন ডেভান নিসন, নাসার অ্যামেস রিসার্চ সেন্টারের পোস্টডক্টরাল ফেলো যিনি অনস্টট এবং অনস্টট উভয়ের সাথে মোয়াব খোটসং-এ কাজ করেছেন৷ অন্যান্য প্রকল্প। তিনি স্মরণ করেন যে টানেলের মধ্য দিয়ে ভারী পাত্র বহন করতে এবং আরও বিশ্লেষণের জন্য নমুনাগুলিকে পৃষ্ঠে ফিরিয়ে আনতে প্রায়ই খনি শ্রমিকদের সাহায্যের প্রয়োজন হয়।

কয়েক বছর ধরে, গবেষকরা মোয়াব খোটসং-এ তরলগুলির একটি পরিষ্কার ছবি পেতে শুরু করেছেন। উদাহরণস্বরূপ, তারা অনুমান করে যে ব্রীনটি প্রাচীন, এক বিলিয়ন বছরেরও বেশি পুরানো। এটি সমুদ্রের পানির চেয়ে সাতগুণ লবণাক্ত, নিসন বলেছেন, জলের একটি বৈশিষ্ট্য যা সত্যিই দীর্ঘ সময়ের জন্য বিচ্ছিন্ন ছিল। ব্রিনের বয়স আরও সমর্থিত হয় এর আর্গনের মাত্রা দ্বারা, যা ধীরে ধীরে তরল পদার্থে তেজস্ক্রিয় উপাদান হিসাবে আশেপাশের শিলা ক্ষয়ের মাধ্যমে জমা হয়। জীবন, খুব, brine সম্ভব, হিসাবে নিসনের সাম্প্রতিক গবেষণা বিস্তারিত আছে। জোহানেসবার্গের ইউনিভার্সিটি অফ দ্য ফ্রি স্টেটের সহ-লেখক এবং মাইক্রোবায়োলজিস্ট জুলিও ক্যাস্টিলো বিশেষভাবে আগ্রহী যে এখানে এই জীবাণুগুলি কীভাবে ফসফরাস তৈরি করতে পারে, অন্য একটি উপাদান যা জীবনের ভিত্তি হিসাবে আমরা জানি। অন্যান্য বিজ্ঞানীরাও খনির দেয়ালে সাঁতার কাটা ভাইরাস খুঁজে পেয়েছেন।

কিন্তু একটি রহস্য রয়ে গেছে: অন্ধকার অক্সিজেন। মোয়াব খোটসং ব্রিনে উচ্চ মাত্রার অক্সিজেন রয়েছে, কিন্তু এটি কীভাবে সেখানে পৌঁছেছিল তা সত্যিই কেউ জানে না। এই Ruff খুঁজছেন কি. “অক্সিজেন একটি শক্তিশালী অণু,” তিনি বলেছেন, জীবনের উন্নতির একটি উপায়। কিন্তু যে প্রতিক্রিয়াগুলি অক্সিজেন তৈরি করে, বিশেষ করে আলো ছাড়াই, অত্যন্ত বিরল।

মোয়াব খোতসোং-এ অন্ধকার অক্সিজেন কীভাবে উৎপন্ন হয় সে সম্পর্কে দুটি প্রধান অনুমান রয়েছে। প্রথমত, তেজস্ক্রিয়তা রেডিওলাইসিস নামক প্রতিক্রিয়ার মাধ্যমে জলের অণুগুলিকে বিভক্ত করতে পারে, একভাবে অন্ধকার অক্সিজেন তৈরি করা যেতে পারে-এবং সোনা ছাড়াও, মোয়াব খোটসং একটি ইউরেনিয়াম খনি। এটি দীর্ঘ ধরে ধরে নেওয়া হয়েছিল যে এটি খনিতে অন্ধকার অক্সিজেনের উত্স ছিল, কিন্তু, রাফ বলেছেন, “কেউই এই অনুমানটি সত্যিই পরীক্ষা করেনি।”

রাফ অন্য সম্ভাবনায় আগ্রহী: যে জীবাণু অন্ধকার অক্সিজেন তৈরি করছে। “কিছু কিছু জীবাণু অক্সিজেন তৈরি করার জন্য এক ধরণের খুব বন্য রাসায়নিক বিক্রিয়া বের করেছে বলে মনে হচ্ছে যেখানে এটি আসলে ইকোসিস্টেমে জমা হয় বলে মনে হয়,” তিনি বলেছেন।

তার অতীত গবেষণায়, রাফ পর্যবেক্ষণ করেছেন কিভাবে অণুজীব আলোর উপস্থিতি ছাড়াই অক্সিজেন তৈরি করতে নাইট্রিক অক্সাইড ব্যবহার করে। তিনি বর্তমানে এই ক্ষুদ্র জীবন-রূপ, বা অন্যরা, দক্ষিণ আফ্রিকায় বসবাস করছেন কিনা তা দেখার জন্য পরীক্ষা পরিচালনা করছেন। আগস্টে তার ভ্রমণের সময়, রাফ প্রথমে 1.2 কিলোমিটার (0.75 মাইল) গভীরতায় একটি ভূগর্ভস্থ জলের নমুনা এবং তারপরে 2.9 কিলোমিটার (1.8 মাইল) গভীরতায় মোয়াব খোটসং ব্রাইনের নমুনা নেন। তিনি এখন এর উত্স সম্পর্কে সূত্রের জন্য নমুনার মধ্যে অক্সিজেনের রাসায়নিক স্বাক্ষরগুলি বিশ্লেষণ করছেন।

অন্ধকার অক্সিজেন বোঝার জন্য রাফের কাজ পৃথিবীর গভীরতম খনিগুলির বাইরেও প্রভাব ফেলে। মোয়াব খোটসং-এর প্রাচীন, লুকানো বাস্তুতন্ত্র উচ্চ তাপমাত্রা, চাপ এবং লবণাক্ততায় বিদ্যমান এবং এক বিলিয়ন বছরেরও বেশি সময় ধরে সমাহিত করা হয়েছে। এবং তবুও জীবন টিকে থাকে। এই চরম পরিবেশটি মঙ্গল গ্রহের তলদেশে বিজ্ঞানীদের ধারণার অনুরূপ, সম্ভাব্যভাবে গ্রহের গভীর অতীতে অগভীর সমুদ্র থেকে অবশিষ্ট জল সহ।

“যদি মঙ্গল গ্রহে কোনো প্রাণের অস্তিত্ব থেকে থাকে, তবে তা ছিল জীবাণু, এবং যদি এর কোনোটি বেঁচে থাকে, তবে তা সম্ভবত পাথরের গভীরে, ব্রিনের পকেটে ছিল,” রাফ বলেছেন, যার গবেষণা জীবনের রহস্যগুলির মধ্যে একটির পাঠোদ্ধার করতে পারে। পৃথিবী – এবং অন্য কোথাও।