تظهر الدراسة أن المياه العذبة وصلت إلى الأرض من الفضاء قبل أربعة مليارات سنة
تحليل كيميائي نادر وقديم بلورات الزركون مأخوذة من منطقة جاك هيلز النائية في غرب أستراليا، مما دفع العلماء إلى إعادة تقييم افتراضاتهم حول متى وصلت المياه العذبة الأولى إلى سطح الأرض. أرض. هذه الدراسة الجديدة، التي تم نشرها للتو في علوم الأرض الطبيعية, أظهر أن هذه الصخور البدائية امتصت المياه العذبة التي وصلت إلى الأرض الأرض عن طريق النيازك أو الأجرام السماوية الأخرى منذ ما يقرب من أربعة مليارات سنة، أو قبل 500 مليون سنة من التقديرات السابقة. ويأتي هذا بعد بضع مئات الملايين من السنين فقط من اندماج الأرض لأول مرة في كتلة صلبة.
“لقد تمكنا من تأريخ أصول الدورة الهيدرولوجية، وهي العملية المستمرة التي يتحرك من خلالها الماء وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، حامد جمال الدين، أستاذ علوم الكواكب من جامعة كيرتن في بيرث، أستراليا، في تقرير له: “إن الأرض مهمة للغاية لاستدامة النظم البيئية ودعم الحياة على كوكبنا”. بيان صحفي كيرتن تفاصيل نتائج بحث فريقه.
لم يتشكل الماء عليه الأرض من خلال العمليات الطبيعية، ولكن لا يمكن أن يتم تسليمها إلا عن طريق الأجسام الفلكية كالنيازك والمذنبات التي كانت تصطدم بالكوكب بشكل منتظم منذ فترة طويلة جدًا. كان توزيع المياه عبر سطح الكوكب أحد الأسباب التي أدت إلى ذلك سمح في النهاية للحياة بالتطور والتكاثر، مما سمح لها بالبقاء على قيد الحياة حتى يومنا هذا.
عندما أرض كان رضيعًا، وكانت هناك أرض ومياه عذبة
لعلماء الكواكب الذين يتطلعون إلى دراسة الظروف البدائية على النسخة الأقدم ل أرض، ال تعتبر الأراضي القاحلة الصخرية الجافة المعروفة باسم جاك هيلز في غرب أستراليا الوجهة المثالية. وفي هذا الموقع البعيد، عثر الباحثون على عينات من أقدم مادة معروفة بوجودها في أي مكان على وجه الأرض، وهي عبارة عن بلورات من نوع من المعادن يعرف باسم الزركون. ال يرجع تاريخ معظم عينات الزركون القديمة المكتشفة في جاك هيلز إلى ما قبل 4.4 مليار سنة، أي بعد 150 مليون سنة فقط من تشكل الكوكب لأول مرة.
في أحدث دراسة لهذا الأقدم على الإطلاق المعادن، استخدمت مجموعة من العلماء من أستراليا والصين إجراءً يعرف باسم قياس الطيف الكتلي للأيونات الثانوية لفحص التركيب الكيميائي لأكثر من 1400 عينة من الزركون من جاك هيلز، والتي تراوح عمرها بين 1.85 مليار سنة وأربعة مليارات سنة. وكان الهدف من هذا البحث هو قياس أنواع نظائر الأكسجين الموجودة في هذه البلورات، لإعادة تهيئة الظروف المسؤولة عن إنشائها.
وكما كان متوقعًا، كانت أقدم هذه البلورات على الإطلاق تتمتع بتوقيعات نظائرية فريدة، وصفها مكتشفوها بأنها “خفيفة للغاية من الناحية النظائرية”.
“عادةً ما تكون نظائر الأكسجين الخفيفة هذه نتيجة للمياه العذبة الساخنة التي تغير الصخور على بعد عدة كيلومترات أسفلها وأوضح الدكتور جمال الدين: “سطح الأرض”.
خفة تركيبة قطع الزركون أشارت إلى أنه لا يمكن أن تكون قد تشكلت إلا تحت قشرة الكوكب، في الطبقة البدائية الكثيفة من الصهارة المنصهرة التي تصلبت في الأعلى لتشكل تلك القشرة أثناء هاديان العصر (منذ 4.6 مليار إلى أربعة مليارات سنة). المياه العذبة التي يسلمها الكويكب أو نيزك الاستحمام تمكنت بطريقة ما من اختراق هذا المستوى من المواد المنصهرة، وتركت هذه المياه بصمتها النظائرية في أقدم عينات الزركون.
ما يبدو وكأنه كوارتزيت ممل هو في الواقع أحد أهم الصخور لفهم الأرض المبكرة. هذا هو كوارتزيت جاك هيلز في غرب أستراليا. يحتوي هذا الكوارتزيت الممل على الزركون الذي يبلغ عمره 4.4 مليار سنة. هذا أقدم من غاندالف! pic.twitter.com/UanKKd472d
— جيولوجي مسافر (@travelinggeolog) 7 أغسطس 2019
سابق تشير الأدلة إلى أن الأرض كانت مغطاة بالكامل بمحيط مالح منذ أربعة مليارات سنة. ومع ذلك، فإن العمليات التي خلقت بلورات الزركون تحت قشرة الأرض في ذلك الوقت لم تكن ممكنة إلا إذا كان هناك نوع من السطح الصلب الموجود. تم إنشاء كتلة كبيرة من الأرض في هذا الموقع، مع ترسيب بلورات الزركون التي يبلغ عمرها أربعة مليارات عام في النهاية على السطح، حيث ستساعد في تشكيل النتوءات الصخرية التي كان من المقرر أن تصبح جاك هيلز في أستراليا. .
نسيج المحيط. وتشير الأدلة إلى أنه قبل أربعة مليارات سنة، كان سطح الكوكب بأكمله كانت الأرض مغمورة تحت محيط مالح.(ديفيد/أدوبي ستوك)
هذا الاكتشاف المفاجئ يعيد الجدول الزمني لوصول المياه العذبة إلى سطح الأرض، بالإضافة إلى الجدول الزمني لنشوء ذلك السطح. كما أنه يثير احتمال أن الحياة تطورت على الكوكب في وقت أقرب مما كان يعتقد سابقا.
هذا الاكتشاف لا يلقي الضوء فقط أوضح عالم الجيولوجيا بجامعة كيرتن الدكتور هوغو أولييروك أن “التاريخ المبكر للأرض، ولكنه يشير أيضًا إلى أن مساحات اليابسة والمياه العذبة مهدت الطريق لازدهار الحياة خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا – أقل من 600 مليون سنة بعد تشكل الكوكب”. “تمثل النتائج خطوة مهمة إلى الأمام في فهمنا لتاريخ الأرض المبكر وتفتح الأبواب لمزيد من الاستكشاف في الكون أصول الحياة.
إن أولى علامات الحياة التي ظهرت في السجل الأحفوري حتى الآن كانت عبارة عن هياكل شبيهة بالشعاب المرجانية تحت الماء تُعرف باسم ستروماتوليت، والتي يرجع تاريخها إلى 3.48 مليار سنة مضت، والتي تشكلت من خلال الأنشطة الأيضية البكتيريا وربما أشكال الحياة الميكروبية الأخرى. هذه البقايا المتحجرة للعمليات الحية هي في الواقع أقدم مؤشرات الحياة الموجودة في أي مكان على هذا الكوكب، وقد تم اكتشافها على بعد 500 ميل (800 كم) شمال جاك هيلز.
ومن المعروف الآن أن المياه العذبة وصلت إلى سطح اليابسة في الكوكب في وقت كان من المفترض أن يكون هناك محيط فقط. في حين أن هذا كان من الممكن أن يكون مقدمة لتطور الحياة في وقت سابق، إلا أن الأدلة الأحفورية فقط هي التي يمكن أن تثبت صحة هذا السيناريو، وحتى الآن لم يتم العثور على مثل هذا الدليل. ولكن إذا تم العثور على مثل هذه الحفريات القديمة، فسوف يتم العثور عليها من المحتمل أن تكون منطقة جاك هيلز هي التي تنتجها.
