القبة نيوز - شلالات الدم هي تدفقٌ لسحابةٍ من المياه المالحة الملوثة بأكسيد الحديد الثلاثي، تتدفق من لسان نهر تايلور الجليدي إلى السطح المغطى بالجليد لبحيرة ويست بوني في وادي تايلور ضمن وديان ماكموردو الجافة في أرض فيكتوريا، شرق أنتاركتيكا.

تخرج مياهٌ شديدة الملوحة غنيةٌ بالحديد بشكلٍ متقطعٍ من شقوقٍ صغيرةٍ في الشلالات الجليدية. مصدر المياه المالحة هو بركةٌ تحت جليديةٍ مجهولة الحجم، يعلوها حوالي 400 متر (1300 قدم) من الجليد، على بُعد عدة كيلومترات من منفذها الصغير عند شلالات الدم.

 تم العثور على الرواسب المحمرّة في عام 1911 من قبل الجيولوجي الأسترالي توماس جريفيث تايلور، الذي كان أول من استكشف الوادي الذي يحمل اسمه. عزا رواد أنتاركتيكا اللون الأحمر في البداية إلى الطحالب الحمراء، ولكن ثبت لاحقًا أنه يرجع إلى أكاسيد الحديد.

تترسب أكاسيد الحديديك المائية ضعيفة الذوبان على سطح الجليد بعد أكسدة أيونات الحديد الموجودة في المياه المالحة غير المجمدة عند ملامستها للأكسجين الجوي. تذوب أيونات الحديد الأكثر قابلية للذوبان في البداية في مياه البحر القديمة المحاصرة في جيب قديم متبقي من المحيط المتجمد الجنوبي عندما تم عزل مضيق بواسطة النهر الجليدي في تقدمه خلال فترة الميوسين، منذ حوالي 5 ملايين سنة، عندما كان مستوى سطح البحر أعلى من اليوم.

 على عكس معظم الأنهار الجليدية في أنتاركتيكا، فإن نهر تايلور الجليدي ليس متجمدًا على الصخر الأساسي، ربما بسبب وجود أملاح مركزة من خلال تبلور مياه البحر القديمة المحبوسة تحته. حدث تركيز الملح بالتبريد في مياه البحر العميقة المتبقية عندما تبلور الجليد النقي وطرد أملاحه المذابة أثناء تبريده بسبب التبادل الحراري لمياه البحر السائلة الأسير مع كتلة الجليد الهائلة للنهر الجليدي. ونتيجة لذلك، تركزت مياه البحر المحاصرة في المحاليل الملحية ذات الملوحة من مرتين إلى ثلاث مرات من متوسط ​​مياه المحيط. آلية ثانية تفسر أحيانًا أيضًا تكوين المحاليل الملحية شديدة الملوحة هي تبخر الماء من البحيرات السطحية المعرضة مباشرة للغلاف الجوي القطبي الجاف للغاية في وديان ماكموردو الجافة. تسمح تحليلات النظائر المستقرة للمياه، من حيث المبدأ، بالتمييز بين كلتا العمليتين طالما لا يوجد اختلاط بين المحاليل الملحية المكونة بشكل مختلف. كان السائل شديد الملوحة، الذي تم أخذ عينات منه بالصدفة من خلال شق في الجليد، خاليًا من الأكسجين وغنيًا بالكبريتات وأيونات الحديدوز. تُعد الكبريتات علامة جيوكيميائية متبقية للظروف البحرية، بينما من المحتمل أن يكون الحديد ثنائي التكافؤ القابل للذوبان قد تحرر في ظل ظروف الاختزال من معادن قاع الجليد تحت الجليدية التي تعرضت للتجوية بسبب النشاط الميكروبي. تشير التحليلات الكيميائية والميكروبية إلى تطور نظام بيئي نادر تحت الجليد من البكتيريا ذاتية التغذية يستقلب الكبريتات وأيونات الحديدوز.ووفقًا لعالمة الأحياء الجيولوجية جيل ميكوكي في جامعة تينيسي، احتوت عينات المياه من شلالات الدم على 17 نوعًا مختلفًا على الأقل من الميكروبات، ونادرًا ما تحتوي على أكسجين. قد يكون التفسير هو أن الميكروبات تستخدم الكبريتات للتنفس مع أيونات الحديدوز واستقلاب المستويات الضئيلة من المواد العضوية المحاصرة معها. لم تُلاحظ مثل هذه العملية الأيضية من قبل في الطبيعة.

ومن الملاحظات المحيرة وجود أيونات الحديد والكبريتات في ظل ظروف خالية من الأكسجين. ولا توجد أيونات كبريتيد في النظام. وهذا يشير إلى تفاعل معقد وغير مفهوم جيدًا بين الدورات الكيميائية الحيوية للكبريت والحديد.

في ديسمبر 2014، عاد العلماء والمهندسون بقيادة ميكوكي إلى نهر تايلور الجليدي واستخدموا مسبارًا يسمى IceMole، صممه تعاون ألماني، للذوبان في النهر الجليدي وأخذ عينات مباشرة من المياه المالحة (المحلول الملحي) التي تغذي شلالات الدم.

وتم تحليل العينات، وكشفت عن وجود محلول ملحي تحت جليدي بارد (−7 درجة مئوية (19 درجة فهرنهايت)) غني بالحديد (3.4 ملي مولار) (8٪ كلوريد الصوديوم). من هذه العينات، عزل العلماء ووصفوا نوعًا من البكتيريا القادرة على النمو في الماء المالح (محبة للملوحة)، والتي تزدهر في البرد (محبة للبرودة)، وهي غيرية التغذية، والتي أسندوها إلى جنس Marinobacter. أشار تحليل المعلوماتية الحيوية للحمض النووي إلى وجود أربع مجموعات جينية على الأقل تشارك في التمثيل الغذائي الثانوي. ترتبط مجموعتان من الجينات بإنتاج بوليينات الأريل، والتي تعمل كمضادات للأكسدة تحمي البكتيريا من أنواع الأكسجين التفاعلية. يبدو أن مجموعة جينية أخرى تشارك في التخليق الحيوي للتربين، ومن المرجح أن تنتج أصباغًا. البكتيريا الأخرى التي تم تحديدها هي Thiomicrospira sp. وDesulfocapsa sp.

وفقًا لما ذكره Mikucki et al. (2009)، أُغلقت البركة تحت الجليدية، التي يصعب الوصول إليها الآن، منذ 1.5 إلى 2 مليون سنة، وتحولت إلى نوع من "كبسولة الزمن"، مما أدى إلى عزل الميكروبات القديمة لفترة طويلة كافية للتطور بشكل مستقل عن الكائنات البحرية المماثلة الأخرى. وهذا يفسر كيف استطاعت الكائنات الدقيقة الأخرى البقاء على قيد الحياة عندما كانت الأرض (وفقًا لفرضية كرة الثلج الأرضية) متجمدة بالكامل.