يلعب معدل التجوية لصخور السيليكات دورًا مهمًا في الحفاظ على المناخ على الأرض
[ترجمة د. موشيه نحماني]
![وتشكل عملية التجوية لصخور السيليكات جزءا مما يسمى "دورة الكربون" التي تحافظ على درجة حرارة المناخ على سطح الأرض لفترة طويلة. [بإذن من: © جامعة برن / جامعة برن؛ الرسم التوضيحي: جيني ليبوندجوت]](https://www.hayadan.org.il/images/content3/2021/03/Carbon-Cycle-Earth1.jpg.webp)
درس باحثون من جامعة برن مبادئ عملية التجوية لصخور السيليكات في الكواكب خارج المجموعة الشمسية. يمكن أن تؤثر النتائج التي توصلوا إليها على التفسير العلمي المعطى للإشارات القادمة من عوالم بعيدة، بما في ذلك تلك التي تشير إلى وجود الحياة.
يعلم الجميع أن الظروف على الأرض هي الأمثل لوجود الحياة (المعروفة لدينا). معظم الأماكن على سطح كوكبنا ليست شديدة الحرارة أو شديدة البرودة، وتسمح بوجود الماء في حالة سائلة. ومع ذلك، فإن هذا الشرط، وغيره من الشروط الأخرى اللازمة لوجود الحياة، يعتمد بدقة على التكوين الدقيق للغلاف الجوي. إن التركيز المنخفض للغاية أو المرتفع للغاية لغازات معينة - مثل ثاني أكسيد الكربون - قد يتحول إلى كتلة جليدية أو طنجرة ضغط. وبالتالي، عندما يبحث العلماء عن كواكب يحتمل أن تكون صالحة للحياة، فإن أحد المكونات الرئيسية يجب أن يكون تكوين الغلاف الجوي لذلك الكوكب. وفي بعض الأحيان، يكون هذا الغلاف الجوي بدائيًا ويتكون بشكل أساسي من تلك الغازات التي تم العثور عليها أثناء تكوين النجوم - كما في حالة المشتري وزحل. من ناحية أخرى، في الكواكب الأرضية مثل المريخ أو الزهرة أو الأرض، اختفت هذه الأجواء البدائية بالفعل. وبدلاً من ذلك، تتأثر أغلفتها الجوية بشكل كبير بالكيمياء الجيولوجية لأسطح النجوم. قد تؤدي العمليات الجيوكيميائية، مثل تجوية الصخور، إلى تغيير تكوين الغلاف الجوي وبالتالي تؤثر على القدرة على الحفاظ على الحياة على الكوكب. كيف تحدث هذه الآلية، خاصة في ظل ظروف مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة على الأرض، هو السؤال الذي طرحه علماء جامعة برن على أنفسهم. ونشرت نتائج أبحاثهم في المجلة العلمية مجلة علوم الكواكب.
تحافظ التجوية على الأرض على درجة حرارة ثابتة للمناخ على مدى فترة طويلة من الزمن
"أردنا أن نفهم كيف أن التفاعلات الكيميائية التي تحدث بين الغلاف الجوي وأسطح الكواكب تغير تكوين الغلاف الجوي. يقول الباحث الرئيسي: "على الأرض، تحافظ هذه العملية - تجوية صخور السيليكات بمساعدة الماء - على درجة حرارة ثابتة للمناخ لفترة طويلة". "عندما يرتفع تركيز ثاني أكسيد الكربون، ترتفع درجات الحرارة أيضًا بسبب انبعاث الغازات الدفيئة. ارتفاع درجات الحرارة يؤدي إلى انخفاض
أمطار غزيرة. ونتيجة لذلك، يزداد معدل التجوية لصخور السيليكات، مما يؤدي بدوره إلى تقليل تركيز ثاني أكسيد الكربون ويؤدي إلى انخفاض درجة الحرارة"، يوضح الباحث.
لكن هذه الآلية لا تعمل بالضرورة بهذه الطريقة في الكواكب الأخرى. استخدم الباحثون عمليات المحاكاة الحاسوبية لفحص كيفية تأثير الظروف المختلفة على عملية التجوية هناك. على سبيل المثال، وجد الباحثون أنه حتى في المناخات القاحلة جدًا، يمكن أن تكون التجوية أقوى من الأرض إذا حدثت التفاعلات الكيميائية بسرعة كافية. ويؤثر نوع الصخور أيضًا على العملية وقد يؤدي إلى معدلات تجوية مختلفة جدًا، وفقًا للباحثين. كما وجد فريق الباحثين أنه عند درجات حرارة تبلغ نحو سبعين درجة مئوية، خلافا للرأي العلمي الشائع، فإن معدلات التجوية لصخور السيليكات قد تتباطأ مع ارتفاع درجات الحرارة. ويضيف الباحث الرئيسي: "تظهر هذه النتيجة أنه بالنسبة للكواكب ذات الظروف المناخية المختلفة تمامًا عن ظروف الأرض، فإن عملية التجوية قد تلعب دورًا مهمًا للغاية". إذا وجد علماء الفلك عالمًا صالحًا للسكن، فمن المرجح أن يكون في ما يسمى "المنطقة الصالحة للسكن". هذه المنطقة هي تلك المنطقة المحيطة بالنجم والتي يسمح فيها إشعاع الشمس للماء بأن يكون في حالة سائلة. في النظام الشمسي تقع هذه المنطقة بين المريخ والزهرة. يقول الباحث الرئيسي: "إن للكيمياء الجيولوجية تأثيرًا عميقًا على جدوى الحياة على الكواكب في منطقة حشيف".
وكما يتضح من النتائج التي توصل إليها الباحثون، فإن زيادة درجات الحرارة يمكن أن تقلل من معدل التجوية وتأثيرها المتوازن على الكواكب الأخرى - فما كان من الممكن أن يكون عالمًا مأهولًا يمكن أن يصبح بدلاً من ذلك مرتعًا للجحيم.
وكما يضيف الباحث الرئيسي ويوضح: "إن فهم العمليات الجيوكيميائية في ظل ظروف مختلفة ليس مهمًا فقط من أجل تقييم إمكانات الحياة، ولكنه ضروري أيضًا لتحديد موقع الحياة. "فقط إذا حصلنا على فهم جيد للعمليات الجيوكيميائية في ظل ظروف مختلفة، سنكون قادرين على الاعتماد على المؤشرات الحيوية من النشاط البيولوجي التي قد تكون أدلة محتملة على وجود الحياة (مثل اكتشاف مادة الفوسفين على كوكب الزهرة الأخير) سنة)."
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
