الجيولوجيون يقررون أن الأرض الأولى كانت "عالمًا مائيًا" من خلال دراسة القشرة البحرية المكشوفة
كانت الأرض منذ 3.2 مليار سنة "عالمًا مائيًا" من القارات المغمورة ، كما يقول علماء الجيولوجيا بعد تحليل بيانات نظائر الأكسجين من قشرة المحيط القديمة التي تم كشفها الآن على اليابسة في أستراليا.
وقد يكون لذلك آثار كبيرة على أصل الحياة.
"قد تكون الأرض الأولى بدون قارات ناشئة تشبه" عالم مائي "، مما يمثل قيدًا بيئيًا مهمًا على أصل وتطور الحياة على الأرض بالإضافة إلى وجودها المحتمل في مكان آخر" ، وفقًا للجيولوجيين كتب بنجامين جونسون وبوسويل وينج في مقال نشرته للتو مجلة نيتشر جيوساينس.
يذكر أن جونسون هو أستاذ مساعد لعلوم الجيولوجيا والغلاف الجوي في جامعة ولاية آيوا، كما أنه كان معاونا لأبحاث ما بعد الدكتوراه في جامعة كولورادو بولدر. وينغ أستاذ مساعد في العلوم الجيولوجية في كولورادو. وقدمت المنح من المؤسسة الوطنية للعلوم الدعم لدراستهم، وقدمت جمعية لويس وكلارك غرانت من الجمعية الفلسفية الأمريكية الدعم للعمل الميداني لجونسون في أستراليا.
قال جونسون إن عمله في المشروع بدأ عندما تحدث مع وينغ في المؤتمرات واطلع على القشرة البحرية المحمية جيدا التى يبلغ عمرها 3.2 مليار عام من نهر الأركان (من 4 مليارات إلى منذ 2.5 مليار سنة) في جزء بعيد من ولاية أستراليا الغربية. والدراسات السابقة تعني أن هناك بالفعل مكتبة كبيرة من البيانات الجيوكيميائية من الموقع.
التحق جونسون بمجموعة وينج للأبحاث وذهب لرؤية قشرة المحيط بنفسه - رحلة 2018 شملت رحلة إلى بيرث و 17 ساعة بالسيارة شمالاً إلى المنطقة الساحلية بالقرب من بورت هيدلاند.
بعد أخذ عينات الصخور الخاصة به والحفر في مكتبة البيانات الموجودة ، أنشأ جونسون شبكة مقطعية لنظير الأكسجين وقيم درجة الحرارة الموجودة في الصخر.
(النظائر هي ذرات عنصر كيميائي مع نفس العدد من البروتونات داخل النواة ، ولكن أعدادًا مختلفة من النيوترونات. وفي هذه الحالة ، توفر الاختلافات في نظائر الأكسجين المحفوظة بالصخور القديمة أدلة حول تفاعل الصخور والمياه منذ مليارات السنين.)
بمجرد أن كان لديه شبكات ثنائية الأبعاد تعتمد على بيانات الصخور الكاملة ، ابتكر جونسون نموذجًا معكوسًا للتوصل إلى تقديرات لنظائر الأكسجين داخل المحيطات القديمة. النتيجة: تم إثراء مياه البحر القديمة بحوالي 4 أجزاء لكل ألف من نظير الأكسجين الثقيل (الأكسجين مع ثمانية بروتونات و 10 نيوترونات ، على هيئة 180 درجة) من محيط خالٍ من الجليد اليوم.
كيف يمكن تفسير هذا الانخفاض في النظائر الثقيلة مع مرور الوقت؟
اقترح جونسون آند وينج طريقتين محتملتين: كان ركوب المياه عبر قشرة المحيط القديمة مختلفًا عن مياه البحر الحالية مع تفاعلات أكثر ارتفاعًا في درجة الحرارة يمكن أن تثري المحيط بنظائر الأكسجين الثقيلة . أو ، يمكن أن يؤدي تدوير الماء من الصخور القارية إلى تقليل نسبة النظائر الثقيلة في مياه المحيط.
وقال جونسون "إن الفرضية المفضلة لدينا - وأبسط الطرق - هي أن الجفاف القاري من الأرض بدأ في وقت ما بعد 3.2 بليون سنة مضت وبدأ في تقليل كمية النظائر الثقيلة في المحيط".
وقال جونسون أن فكرة أن الماء يدور عبر القشرة المحيطية بطريقة تختلف عن كيفية حدوثه اليوم، مما يسبب الاختلاف في تركيب النظائر "لا تدعمه الصخور". "إن القسم الذي درسناه من القشرة المحيطية والذي يبلغ عمره 3.2 مليار سنة يبدو تمامًا كالقشرة المحيطية الأصغر عمرا بكثير".
قال جونسون إن الدراسة توضح أن الجيولوجيين يمكنهم بناء نماذج وإيجاد طرق كمية جديدة لحل مشكلة ما - حتى عندما تشمل هذه المشكلة مياه البحر منذ 3.2 مليار سنة وما روها ابدا او ما وجدو منها عينات.
وقال جونسون إن هذه النماذج تخبرنا عن البيئة التي نشأت فيها الحياة وتطورت: "بدون القارات والأرض فوق سطح البحر، سيكون المكان الوحيد الذي تتطور فيه النظم الإيكولوجية الأولى في المحيط".
إرسال تعليق