الجيوفيزياء الحيوية مجال فرعي لعلم الجيوفيزياء، يهتم بدراسة التفاعلات الميكروبية مع الوسائط الجيولوجية، وذلك عن طريق قياس النشاط الميكروبي باستخدام تقنيات التصوير الجيوفيزيائي والتي تعتمد على قياس انحراف الجهد الكهربائي التي يمكن أن تنشأ من النمو والعمليات الميكروبية.
أكدت الأبحاث المتعلقة بمجال الجيوفيزياء الحيوية في العقد الماضي إمكانية استخدام التقنيات الجيوفيزيائية في قياس ليس فقط الخواص الفيزيائية والكيميائية للطبقات التحت السطحية، كما هي راسخة بالفعل، ولكن أيضًا لاكتشاف الميكروبات والنمو الميكروبي والتفاعلات الميكروبية المعدنية، وبالتالي تمثل تحول النموذج في التفكير الجيوفيزيائي.
لطالما لعبت الكائنات الحية الدقيقة دوراً مهماً في العديد من جوانب تطور الأرض وغلافها الجوي، وتركت بصماتها على السجل الجيولوجي، وقد تم توثيق ذلك الدور في تحويل أنظمة الأرض، ودورة العناصر وتكوين المعادن، ودورات الجيوكيمياء الحيوية للأرض.
يمكن أن يكون لوجود الكائنات الحية الدقيقة داخل الوسائط الجيولوجية تأثير عميق على كل من الكائنات الحية الدقيقة نفسها وكذلك الخصائص الكيميائية والفيزيائية المحيطة بيئة، وعلى الرغم من أن الجيوفيزيائيين كانوا يميلون إلى التحكم الدقيق في الظروف الفيزيائية والكيميائية خلال القياسات المختبرية للمواد القريبة من السطح، فقد تم تجاهل السيطرة على الظروف الحيوية.
علاوة على ذلك، فإن نمو الكائنات الحية الدقيقة في مساحة المسامية وكذلك التوصيل الهيدروليكي.
هناك اهتمام متزايد في مجتمع الجيوفيزياء لاستكشاف الروابط والعلاقات بين التفاعلات الحيوية مع الوسائط الجيولوجية والتغيرات المحتملة في الخواص الجيوفيزيائية في البيئات شبه السطحية.
أدى إدراك هذه الإمكانات إلى تطوير فرع جديد في الجيوفيزياء يسمى «الجيوفيزياء الحيوية»، يجمع بين مجالات علم الأحياء المجهرية، وعلم الجيولوجيا الحيوية، والجيوفيزياء، وبشكل أكثر تحديداً، تهتم الفيزياء الحيوية بدراسة العلاقة بين العمليات الميكروبية تحت السطحية الديناميكية، والتعديلات التي تحدثها الميكروبات في المواد الجيولوجية، والتوقيعات الجيوفيزيائية.
بعض الأسئلة التي بحثتها الدراسات الجيوفيزيائية الحيوية تشمل ما يلي:
- هل يمكن استخدام الطرق الجيوفيزيائية لفهم التحولات الميكروبية المعدنية؟
- كيف يمكن استخدام الجيوفيزياء لتحسين فهم العمليات الجيوكيميائية الحيوية في البيئات الطبيعية والبشرية المنشأ؟
- هل يمكن استخدام الجيوفيزياء لتحديد معدلات نشاط التمثيل الغذائي؟
- ما الأساليب الجيوفيزيائية الأنسب لمعرفة النشاط الميكروبي؟
- هل يمكن أن تساهم الجيوفيزياء في استكشاف البيئات الميكروبية في المحيطات العميقة أو أغطية الجليد القطبية أو حتى البيئات خارج كوكب الأرض؟
لذلك، تمثل الجيوفيزياء الحيوية مجالاً تحويلياً للبحوث وتوفر واجهة جديدة ومثيرة لتدريب الجيل القادم من علماء الأبحاث متعددي التخصصات، وبالتالي، فإن من الأهمية بمكان البحث عن تطوير التقنيات الجيوفيزيائية ليس فقط لقياس الخواص الفيزيائية والكيميائية تحت السطحية، ولكن أيضاً لدراسة العمليات الميكروبية وتفاعلاتها المعدنية.
د. سطام عبدالكريم المدني
أستاذ الجيوفيزياء المشارك
قسم الجيولوجيا والجيوفيزياء - كلية العلوم
إضافة تعليق جديد