Scientists are obsessed with this lake - Nicola Storelli and Daniele Zanzi

المترجم: Sarah Nemrawi المدقّق: Shimaa Nabil

Roughly 3 billion years ago,

منذ ما يقرب من 3 مليارات سنة،

a single-celled photosynthetic bacterium began burping a new chemical

بدأت بكتيريا التمثيل الضوئي أحادية الخلية في تجشؤ مادة كيميائية

that was poisonous to nearly every species on Earth.

جديدة كانت سامة لكل الأنواع على وجه الأرض تقريبًا.

Over the following hundreds of millions of years,

على مدى مئات الملايين من السنين التالية،

more microorganisms began producing this toxic gas,

بدأت المزيد من الكائنات الحية الدقيقة في إنتاج هذا الغاز السام،

first saturating Earth's oceans and eventually its atmosphere.

مما أدى إلى أولاً إلى تشبع محيطات الأرض وفي النهاية غلافها الجوي.

Up here, this chemical changed the composition of pre-existing gases

هنا، غيرت هذه المادة الكيميائية تكوين الغازات الموجودة مسبقًا بشكل كبير

so drastically that it caused a global ice age.

لدرجة أنها تسببت في عصر جليدي عالمي.

And the name of this powerful, poisonous, world-changing gas? Oxygen.

وما اسم هذا الغاز القوي والسام والمغير للعالم؟ أوكسجين.

In the millions of years since the Great Oxygen Catastrophe,

في ملايين السنين منذ كارثة الأكسجين الكبرى،

most life, including all multicellular organisms,

تطورت معظم أشكال الحياة، بما في ذلك جميع الكائنات متعددة الخلايا،

have evolved to rely on this gas.

للاعتماد على هذا الغاز.

However, there are some places where oxygen-averse microorganisms,

ومع ذلك، هناك بعض الأماكن التي عادت فيها الكائنات الحية الدقيقة التي تكره الأكسجين،

like those from Earth's earliest days, have re-emerged.

مثل تلك الموجودة في الأيام الأولى للأرض، إلى الظهور.

Many of these places are in the ocean depths,

تقع العديد من هذه الأماكن في أعماق المحيطات،

beyond the reach of researchers.

بعيدًا عن متناول الباحثين.

But there are other bodies of water completely devoid of oxygen,

ولكن هناك مسطحات مائية أخرى خالية تمامًا من الأكسجين،

yet close enough to the surface to explore.

ولكنها قريبة بما يكفي من السطح لاستكشافها.

And one such lake is hidden high in the Swiss Alps’ Piora Valley.

وإحدى هذه البحيرات مخبأة في أعالي وادي بيورا بجلب الألب السويسرية.

Formed over 10,000 years ago,

تشكلت بحيرة كاداجنو منذ أكثر من 10000 عام،

Lake Cadagno is one of roughly 200 known meromictic lakes,

وهي واحدة من حوالي 200 بحيرة ميريمية معروفة،

meaning it's actually two distinct bodies of water stacked on top of each other.

مما يعني أنها في الواقع عبارة عن سطحين مائيين متميزين مكدسين فوق بعضهما البعض.

The top layer functions like a standard body of freshwater.

تعمل الطبقة العليا مثل الجسم القياسي للمياه العذبة.

It’s safe for swimming and known mostly for a plump and plentiful fish population

إنه آمن للسباحة ومعروف في الغالب بأعداد الأسماك الممتلئة والوفيرة

that’s been the subject of local fishing legends for centuries.

التي كانت موضوع أساطير الصيد المحلية لعدة قرون.

But just 13 meters beneath that bounty is a dense, sulfurous, oxygen-free pool

وعلى عمق 13 مترًا تحت هذه المكافأة يوجد حوض سباحة كثيف خالٍ من الكبريت والأكسجين

lethal to any multicellular life forms, fish included.

مميت لأي شكل من أشكال الحياة متعددة الخلايا، بما في ذلك الأسماك.

In a typical lake, the entire body of water would gradually mix,

في بحيرة نموذجية، يختلط الجسم المائي بأكمله تدريجيًا،

diffusing oxygen from the surface throughout.

وينشر الأكسجين من السطح في جميع الأنحاء.

But these two layers never mix, as is the case with any meromictic lake.

لكن هاتين الطبقتين لا تختلط أبدًا، كما هو الحال مع أي بحيرة ميريمية.

And the reason for this divide in Cadagno

وسبب هذا الانقسام في كوتاجنو

is the waters’ unique chemical compositions.

هو التركيبات الكيميائية الفريدة للمياه.

Both layers are fed by rainwater flowing down the mountains,

يتم تغذية كلتا الطبقتين بمياه الأمطار المتدفقة إلى أسفل الجبال،

however, this water can take two paths.

ومع ذلك، يمكن أن تأخذ هذه المياه مسارين.

The first is to trickle down the granitic mountain directly into the top layer.

الأول هو النزول إلى أسفل الجبل الجرانيتي مباشرة إلى الطبقة العليا.

The second is to seep into the Piora Valley’s vein of dolomite—

والثاني هو التسرب إلى وريد الدولوميت في وادي بيورا -

a porous rock full of salts such as sulfate.

وهو صخرة مسامية مليئة بالأملاح مثل الكبريتات.

Rainwater that sinks into the dolomite will slowly inch towards the lake,

تتجه مياه الأمطار التي تغرق في الدولوميت ببطء نحو البحيرة،

all the while shedding its oxygen and picking up salts.

مع التخلص من الأكسجين والتقاط الأملاح.

Finally, this heavier water will cascade from sublacustrine springs

أخيرًا، سوف تتدفق هذه المياه الثقيلة من الينابيع

below the lake’s surface,

تحت سطح البحيرة،

forming the dense, salt-rich bottom layer.

وتشكل الطبقة السفلية الكثيفة والغنية بالملح.

This lower layer is anoxic, meaning oxygen free,

هذه الطبقة السفلية anoxic، مما يعني أنها خالية من الأكسجين،

and will suffocate any oxygen-dependent life.

وسوف تخنق أي حياة تعتمد على الأكسجين.

But it’s ideal for the kind of anaerobic bacteria that died off

لكنها مثالية لنوع البكتيريا اللاهوائية التي ماتت

in the Great Oxygen Catastrophe.

في كارثة الأكسجين الكبرى.

The flow from the sublacustrine springs creates microenvironments

يخلق التدفق من الينابيع تحت البكسترين بيئات دقيقة

which feed large aggregates of microorganisms

تغذي تجمعات كبيرة من الكائنات الحية الدقيقة

that emerge from the lakebed in strange and otherworldly shapes.

التي تخرج من قاع البحيرة بأشكال غريبة وغير مألوفة.

Various anaerobic microorganisms take in the water's sulfate

تمتص الكائنات الحية الدقيقة اللاهوائية المختلفة كبريتات الماء

and emit toxic sulfide.

وتنبعث منها كبريتيد سام.

And at the border of these layers,

وعلى حدود هذه الطبقات،

there’s a thin blanket mainly composed of pink-bodied Chromatium okenii:

توجد بطانية رقيقة تتكون أساسًا من Chromatium okenii ذو الجسم الوردي:

a photosynthesizing bacterium that relies on this sulfur

وهي بكتيريا تقوم بعملية التمثيل الضوئي وتعتمد على هذا الكبريت

the way most plants rely on oxygen.

بالطريقة التي تعتمد بها معظم النباتات على الأكسجين.

However, while neither water nor organisms move between the layers,

ومع ذلك، في حين لا تتحرك المياه ولا الكائنات الحية بين الطبقات،

these ecosystems aren’t completely out of touch.

فإن هذه النظم البيئية ليست بعيدة تمامًا عن الاتصال.

Chromatium okenii live at the top of the bottom layer

يعيش Chromatium okenii في الجزء العلوي من الطبقة السفلية

because they need to be as close to the sun as possible.

لأنه يجب أن يكون قريبًا من الشمس قدر الإمكان.

But while they never cross into the deadly oxygenated waters,

ولكن على الرغم من أنها لا تعبر أبدًا إلى المياه المؤكسجة القاتلة،

they’re close enough that organisms like zooplankton can dive down,

إلا أنها قريبة بحيث تتمكن الكائنات الحية مثل العوالق الحيوانية من الغوص

eat them, and get back up.

وأكلها والعودة.

In fact, this relationship forms the bottom of the upper layer’s

في الواقع، تشكل هذه العلاقة الجزء السفلي من السلسلة الغذائية

robust food chain

القوية للطبقة العليا

supporting the lake’s legendary fish population.

التي تدعم أعداد الأسماك الأسطورية في البحيرة.

This unique ecology is more than just a boon for Cadagno’s fishermen.

هذه البيئة الفريدة هي أكثر من مجرد نعمة لصيادي Cadagno.

Having access to an isolated anaerobic ecosystem

إن الوصول إلى نظام بيئي لاهوائي معزول

allows scientists to model the world before the Great Oxygen Catastrophe.

يسمح للعلماء بنمذجة العالم قبل كارثة الأكسجين الكبرى.

For example, when Chromatium okenii form their blanket,

على سبيل المثال، عندما يشكل Chromatium okenii بطانيته،

they increase the density of that thin layer of water.

فإنه يزيد من كثافة تلك الطبقة الرقيقة من الماء.

As the water sinks, these microorganisms are forced to swim back up,

عندما تغرق المياه، تضطر هذه الكائنات الحية الدقيقة إلى السباحة مرة أخرى،

creating a minute mixing of water called bioconvection.

مما يخلق مزيجًا دقيقًا من الماء يسمى الحمل الحيوي.

This billions of years old phenomenon might be a clue

قد تكون هذه الظاهرة التي تعود إلى مليارات السنين دليلًا

to how early life evolved the ability to swim.

على كيفية تطوير الحياة المبكرة للقدرة على السباحة.

And it’s just one of the many insights that await researchers

وهي مجرد واحدة من العديد من الأفكار التي تنتظر الباحثين

studying Cadagno’s mysterious depths.

الذين يدرسون أعماق Cadagno الغامضة.