تأثير النيزك الضخم منذ 3 مليارات سنة ربما يكون قد حفز التطور

منذ مليارات السنين، تعرضت الأرض للقصف بالنيازك من جميع الأحجام والأشكال. منذ ما يقرب من 3.26 سنة مضت، ضرب أكبر هذه الكواكب، والمعروف باسم S2، الكوكب في منطقة تعرف الآن بجنوب إفريقيا بقوة لدرجة أنها غيرت البيئة العالمية بشكل جذري. ويقدر العلماء أن هذا الجسم كان بحجم أربعة جبال إيفرست، ولهذا السبب كانت قوته التدميرية هائلة للغاية. لكن بحثًا جديدًا يشير إلى أن حدث اصطدام النيزك هذا ربما ساعد في تحفيز تطور الحياة على الكوكب، مما أدى إلى حدوث تغييرات أدت إلى بدء التطور وسمحت في النهاية بظهور أشكال الحياة المعقدة.

في دراسة نشرت للتو في وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم (PNAS)، يصف فريق من العلماء بقيادة عالمة الجيولوجيا المبكرة ناديا درابون من جامعة هارفارد، سيناريو يشرح لماذا قد يكون لنيزك ضخم ضرب الكوكب منذ فترة طويلة تأثير إبداعي.

صرح درابون في بيان صحفي لجامعة هارفارد: “نعتقد أن أحداث التأثير كارثية على الحياة”. “لكن ما تسلط عليه هذه الدراسة الضوء هو أن هذه التأثيرات كان من الممكن أن يكون لها فوائد للحياة، خاصة في وقت مبكر … ربما سمحت هذه التأثيرات للحياة بالازدهار.”

لقد أثار النيزك بشكل أساسي بيئة المحيط التي ضربها، مما أدى إلى تغيير كيمياء الماء لتوفير المزيد من العناصر الغذائية للبكتيريا البدائية وغيرها من الميكروبات وحيدة الخلية التي كانت تسكن بحار الكوكب في ذلك الوقت. وقد شجع هذا على تكاثر البكتيريا التي كانت أكثر ملاءمة لتحقيق قفزات تطورية في المستقبل، وإطلاق العنان لقدرات الأرض على خلق الحياة بشكل جدي.

تصوير رسومي لتأثير النيزك S2 وآثاره المباشرة. (درابون وآخرون/PNAS)

سيناريو واقعي لتطور ما بعد الكارثة

ولأغراض الدراسة الجديدة، قامت درابون وفريقها بزيارة حزام باربرتون جرينستون في جنوب أفريقيا، وهو امتداد صخري من الأرض حيث يمكن العثور على أدلة جيولوجية على تأثير S2. وكانت هذه المنطقة مغمورة بالمياه قبل 3.26 مليار سنة، لكنها مكشوفة الآن، مما يتيح للباحثين فرصة جمع وفحص عينات صخرية ورواسب قديمة من الوقت الذي كان يغطيها البحر.

ويمكن أن يقدم تحليل التركيب الكيميائي لمثل هذه العينات أدلة حول الظروف الماضية على الكوكب. في هذه الحالة، أظهرت نتائج التحليل كيف أن التغييرات الناجمة عن تأثير S2 غيرت بيئة المحيط القديمة، والتي تقول درابون وبقية فريقها إنها ربما ساعدت أقدم أشكال الحياة على الأرض على الازدهار.

درابون مع الطالبين ديفيد مادريجال تريجو وأيكو ميتي أثناء العمل الميداني في جنوب أفريقيا. (الصورة مقدمة من ناديا درابون/جريدة هارفارد)

في السيناريو الذي وصفته درابون وزملاؤها، اصطدم النيزك S2 بالأرض بقوة تصل إلى 200 مرة أكبر من الكويكب الذي قتل الديناصورات قبل 66 مليون سنة. ضرب المحيط بهذه الطريقة، وتسبب في أكبر تسونامي شهده الكوكب على الإطلاق، مما أدى إلى إثارة المياه من أقصى عمق لها حيث غليت الطبقة العليا من المحيط بعيدًا عن حرارة الاصطدام.

وفي الوقت نفسه، أدى الاصطدام إلى تمزيق قاع البحر، مما أدى إلى قذف كميات هائلة من الغبار والحطام إلى الغلاف الجوي، مما أدى إلى إغراق الكوكب في الظلام. وتوزعت الحرارة في جميع أنحاء الغلاف الجوي أيضًا، مما تسبب في ارتفاع كبير في درجات الحرارة العالمية.

هذا يبدو وكأنه كارثة مدمرة وغير قابلة للنجاة. لكن الوضع كان أكثر تعقيدا من هذا.

وكانت البكتيريا وحيدة الخلية التي عاشت في ذلك الوقت شديدة القوة بحيث لا يمكن قتلها بهذه العملية. وفجأة امتلأت المياه التي سبحوا فيها بالفوسفور والحديد، الأول جلبه النيزك والثاني ثار من أعماق المحيط المائية.

كلا هذين العنصرين ضروريان للحياة، ومع زيادة الإمدادات، شهدت أشكال الحياة البكتيرية انفجارًا سكانيًا. وقد حققت البكتيريا القادرة على استقلاب الحديد أداءً جيدًا بشكل خاص، وكان هذا الازدهار السريع للحياة بمثابة حافز للتطور المستقبلي.

“هذا [the sudden increases in phosphorus and iron in the ancient oceans] يضيف مؤلفو الدراسة في مقالتهم في PNAS إلى احتمالية أن تكون تأثيرات النيازك العملاقة، والتي يُنظر إليها عادةً على أنها عوامل تدمير وانقراض، قد حملت فوائد عابرة للحياة في وقت مبكر من تاريخ الأرض.

“يشير عملنا إلى أنه على المستوى العالمي، ربما استفادت الحياة المبكرة من تدفق العناصر الغذائية والجهات المانحة للإلكترون، فضلا عن البيئات الجديدة، نتيجة لأحداث التأثير الكبرى.”

صور المقاطع الصخرية والرفيعة لمقاطعي Bruce’s Hill وUmbaumba. (درابون وآخرون./PNAS)

البحث عن أسرار الحياة على الأرض في بداية الزمن

للعثور على الدليل الذي جعل هذه الدراسة ممكنة، أمضت درابون وطلابها وزملاؤها قدرًا كبيرًا من الوقت في المشي لمسافات طويلة عبر الممرات الجبلية لحزام باربرتون جرينستون الوعر. كانوا يبحثون عن البقايا الصخرية لتأثيرات النيزك الماضية، والتي تمكنوا في النهاية من العثور عليها بعد التنقيب في القشرة الأرضية.

كشفت البصمات الكيميائية لهذه الصخور والأحجار الصغيرة الكثير عما حدث في المنطقة منذ أكثر من ثلاثة مليارات سنة، مما سمح لدرابون والخبراء الآخرين المشاركين في هذه الدراسة بتجميع سيناريو واقعي لمرحلة ما بعد الكارثة كان من الممكن أن يعزز الاكتشافات الجيولوجية. آفاق الحياة البكتيرية.

هناك بعض التكهنات المتضمنة في نظريتهم، كما يعترفون بذلك بسهولة. لكن التكهنات أمر لا مفر منه عندما يحاول العلماء معرفة كيف تطورت الحياة لأول مرة منذ مليارات السنين.

يحتوي حزام باربرتون جرينستون في جنوب أفريقيا على أدلة على سبعة أحداث اصطدام ضخمة أخرى إلى جانب S2. تخطط درابون وفريقها للعودة إلى المنطقة في كثير من الأحيان، حيث يسعون لمعرفة المزيد حول كيفية تغيير ضربات النيزك القديمة للبيئة وأثرها على أشكال الحياة التي كانت موجودة عند فجر وقت الأرض.

الصورة العليا: انطباع الفنان عن ضربة نيزك. المصدر: أندري/أدوبي ستوك

بقلم ناثان فالدي