تشير الدلائل من قسم قديم من قشرة الأرض إلى أن الأرض كانت في السابق عالمًا مائيًا ، منذ حوالي ثلاثة مليارات سنة. إذا كان ذلك صحيحًا ، فهذا يعني أن العلماء بحاجة إلى إعادة النظر في بعض التفكير حول الكواكب الخارجية وقابليتها للسكن. سيحتاجون أيضًا إلى إعادة النظر في فهمهم لكيفية بدء الحياة على كوكبنا.
تقدم ورقة جديدة هذه النتائج في مجلة Nature Geoscience. عنوان الورقة هو "ظهور قاري محدود لآرشين ينعكس في بدايات قديمة18المحيط المخصب س. " المؤلفون المشاركون هم Boswell Wing من جامعة كولورادو ، بولدر ، وطالبه السابق بعد الدكتوراه ، بنيامين جونسون في جامعة ولاية آيوا.
يركز العمل على منطقة في المناطق النائية الأسترالية تسمى منطقة بانوراما. يوجد في تلك المنطقة الواقعة في شمال غرب أستراليا لوح من قاع المحيط يبلغ عمره 3.2 مليار سنة ، وقد تم قلبه إلى جانبه. تحتوي قطعة القشرة على أدلة كيميائية حول مياه البحر القديمة.
وقال جونسون في بيان صحفي: "لا توجد عينات من مياه المحيطات القديمة بالفعل حول الكذب ، ولكن لدينا صخور تفاعلت مع مياه البحر وتذكرت هذا التفاعل".
"لقد نشأ أصل وتطور المحيط الحيوي للأرض من خلال التاريخ الفيزيائي والكيميائي للمحيطات".
من ورقة "ظهور قاري محدود الأثرية ينعكس في العصر الأركي القديم18المحيط المخصب O.
أراد المؤلفون إعادة بدء النقاش حول شكل الأرض القديمة ، وفتح آفاق جديدة في المناقشة.
في مقدمة ورقتهم ، يقول المؤلفان "لقد نشأ أصل وتطور المحيط الحيوي للأرض من خلال التاريخ الفيزيائي والكيميائي للمحيطات. تحتفظ الرواسب الكيميائية البحرية والقشرة المحيطية المتغيرة بسجل جيوكيميائي لهذه التواريخ. الرواسب الكيميائية البحرية ، على سبيل المثال ، تظهر زيادة في18س /16نسبة O عبر الزمن. "
تمت دراسة الرواسب البحرية جيدًا بمرور الوقت ، لكن مؤلفي هذه الدراسة نظروا إلى القشرة القديمة بدلاً من ذلك. احتفظت المحيطات القديمة بأنواع مختلفة من الأكسجين ثم تم ترسبها في القشرة. جمع العلماء أكثر من 100 عينة من الصخور القديمة وحللوها لنظائر الأكسجين: الأكسجين 16 والأكسجين 18. وأرادوا العثور على الكمية النسبية لكل نظير في القشرة القديمة ، لمقارنتها بالكميات في الرواسب.
أظهرت نتائجهم المزيد من الأكسجين -18 في القشرة عندما تشكلت قبل 3.2 مليار سنة ، مما يعني أن المحيط في ذلك الوقت كان يحتوي على المزيد من الأكسجين -18. يقول الباحثان إن ذلك يعني أنه عندما تكونت القشرة ، لم تكن هناك قارات. هذا لأنه عندما تتشكل القارات ، فإنها تحتوي على طين ، وكانت تلك الطميات ستمتص الأكسجين الأثقل -18. لذلك إذا كانت هناك قارات قبل 3.2 مليار سنة ، لكانت عينات القشرة تحتوي على كمية أقل من الأكسجين 18.
الاستنتاج الشامل لعملهم هو أن محيطات الأرض مرت بحالتين متميزتين: واحدة قبل تشكيل القارات ، والأخرى بعد تشكل القارات.
تمت دراسة الرواسب الكيميائية البحرية على نطاق واسع في محاولة لتجميع تكوين القارة على الأرض القديمة. كما تقول الدراسة ، فإن تلك الرواسب القديمة تشمل "الكربونات ، والفوسفات ، والسيليكا الجدارية المتبلورة ، وأكاسيد الحديد. كما تشكل هذه المعادن مباشرة من الأنواع المائية ، يمكن أن تعكس؟18يا من الماء الذي يتعايشون معه. " تشبه الرواسب سجلًا أرشفيًا للأرض في ذلك الوقت ، وتظهر الرواسب القديمة قيم الأكسجين -18 تزداد بثبات بمرور الوقت ، وصولًا إلى اليوم. لكن هذا العمل يتناقض مع ذلك ، ويقترح المؤلفون أن ماء البحر الأكسجين -18 انخفض بمرور الوقت.
أنشأ العلماء نموذجًا للأرض القديمة ، مما يدل على أن "بدء التجوية القارية في أواخر العصر الأركي ، بين 3 و 2.5 مليار سنة مضت ، كان من شأنه أن يسحب18O- إثراء المحيط الأثري المبكر إلى؟18O قيم مماثلة لقيم مياه البحر الحديثة ". لذلك فقط بعد تشكل القارات ، يمكن أن تبدأ قيم الأكسجين -18 في الظهور كقيم حديثة.
على الرغم من أن هذه الدراسة تشير إلى إمكانية الأرض القديمة كعالم مائي ، إلا أنها لا تعني أن الكوكب كان بدون أي أشكال أرضية. قد تكون مناطق بحجم جزيرة ، أو حتى قارات صغيرة ، موجودة في ذلك الوقت ، ذات طبيعة بركانية وصخرية جدًا. لكن أنواع الأشكال الواسعة من الأرض التي تغطي الأرض اليوم ، غنية بالتربة وسلاسل الجبال العالية ، ربما لم تكن موجودة. لو كان لديهم ، لكان محتوى الأكسجين 18 يشبه إلى حد كبير محتوى اليوم.
وقال وينج في بيان صحفي "لا يوجد شيء في ما قمنا به يقول إنه لا يمكن أن يكون لديك قارات صغيرة تبرز من المحيطات". "نحن فقط لا نعتقد أنه كان هناك تشكيل عالمي للتربة القارية كما لدينا اليوم."
لا يقترح المؤلفون أن عملهم هو الدليل النهائي في المناقشة الجارية حول أوائل الأرض. وأشاروا إلى أنها أسباب أخرى محتملة لنتائجهم.
إذا تشكلت القارات القديمة بشكل أبطأ بكثير من القارات الحديثة ، يمكن أن يفسر هذا التناقض في الأكسجين 18. من الممكن أيضًا أن تكون الطين التي تمتص الأكسجين 18 تشكلت في المحيط نفسه ، وليس في القارات.
يشير هذا إلى لغز دائم في علم الأرض: متى تكونت القارات بالضبط؟
من المحتمل ، وفقًا لبعض الأدلة ، أن القارات لا يمكن أن تتشكل إلا عندما يسخن قلب الأرض الحرارة ويبرد. على أي حال ، لم تتشكل القارات الحديثة حتى بعد العصر الجوراسي. قبل ذلك ، غطت القارة العظمى الوحيدة في غوندوانا حوالي خمس سطح الأرض. يريد وينغ فحص المناطق الأصغر من قشرة الأرض لمحاولة تحديد أكثر وضوحًا عندما تكونت القارات الحديثة.
تتناول هذه الدراسة أيضًا الحياة المبكرة على الأرض ، وكيف ومتى تشكلت. عملت المحيطات المبكرة للأرض ، مثل المحيطات الحديثة إلى حد كبير ، كعازل ، والذي "توسط في ردود الفعل المناخية بين المحيط الحيوي والغلاف الجوي والغلاف الأرضي خلال وقت عميق ، مما ساعد على ضمان قابلية العيش على كوكب طويل الأمد."
لقد رسم العلم صورة لما قد تبدو عليه الأرض المبكرة ، وكيف كانت طبيعة المحيطات. لكنها بعيدة عن الاكتمال. الأدلة كلها مدفونة ، في الصخر وفي الوقت المناسب. وبينما نسعى لفهم تغير المناخ هنا على الأرض ، وبينما نلقي نظرة أفضل وأفضل على الكواكب الخارجية ، تكتسب كل هذه الأسئلة حول الأرض القديمة والمحيطات والغلاف الحيوي أهمية جديدة.
كما يقول المؤلفون في ورقتهم ، "ربما كانت الأرض المبكرة بدون قارات ناشئة تشبه" عالم الماء "، مما يوفر قيودًا بيئية مهمة على أصل وتطور الحياة على الأرض بالإضافة إلى وجودها المحتمل في مكان آخر.“
قال وينغ "إن تاريخ الحياة على الأرض يتتبع المنافذ المتاحة". "إذا كان لديك عالم مائي ، عالم يغطيه المحيط ، فلن تكون المنافذ الجافة متاحة".
أكثر:
- ورقة بحثية: ظهور قاري محدود من العصر الأركي ينعكس في محيط أثري في وقت مبكر من العصر الأثري 18O
- بيان صحفي: ربما كانت الأرض المبكرة "عالم مائي"
- ويكيبيديا: Ocean Planet
