أهم عشرة اكتشافات في ملحمة اكتشاف كوكبنا
في علوم الأرض قمنا بتضمين فروع الجيولوجيا المختلفة (الجيوفيزياء، والكيمياء الجيولوجية، وعلم الطبقات)، وعلوم الغلاف الجوي - الأرصاد الجوية وعلم المحيطات. لقد حاولنا في الأساس رسم خريطة للاكتشافات التي شكلت وجهة نظر عالمية، والتي أصبحت جزءًا من العقائد العلمية الرئيسية. تم الاختيار من خلال اقتراح المواضيع الرئيسية من قبل مركز التمرين (YK)، وخلال عدد كبير جدًا من المحادثات حاولنا التركيز على أهمها. لقد استمتعنا بالتمرين قليلاً، لأنه ركز اهتمامنا جميعاً على تحديد القضايا المركزية والمهمة في العلم الذي ننخرط فيه.
وفي عام 1785، ألقى جيمس هاتون محاضرة نُشرت لاحقًا في كتابه نظرية الأرض، والذي يعتبر بداية الجيولوجيا الحديثة. صاغ هوتون مبدأ التوحيد الذي ينص على أن "الحاضر هو مفتاح الماضي"، وبعبارة أخرى - معرفة العمليات ونتائجها في الطبيعة اليوم تفسر ظواهر مماثلة في الماضي الجيولوجي.
أدرك هوتون أن الصخور مثل الجرانيت والبازلت تشكلت من ذوبان السيليكات الساخنة (الصهارة) ولم تترسب من الماء، كما كان يعتقد حتى ذلك الحين. لقد تعامل مع الصخور كأرشيف، وسجل للعمليات التي خلقتها. وخلص إلى أن كادا أقدم بكثير مما يشير إليه التاريخ الكتابي. وهنا بداية استخدام مصطلح "الزمن الجيولوجي" - وهو زمن طويل جدًا.
افتتحت رؤى هتون فترة نحو خمسين عاما من الاكتشافات الثورية في الجيولوجيا، والتي كانت قممها:
و. جورج كوفييه (1811)، الذي استخدم الحفريات لبناء النظام الطبقي (ترتيب الطبقات) للصخور الرسوبية؛ هذه هي الطريقة التي حصل بها مفهوم الوقت على معناه أحادي الاتجاه - التحديد المبكر والمتأخر بترتيب الأحداث.
ب. ويليام سميث (سميث)، الذي تعرف على نفسه بمساعدة الحفريات العلاقات (الارتباط) بين الطبقات في أماكن مختلفة، وفي عام 1815 نشر أول خريطة جيولوجية، وهي عبارة عن ملخص بياني للظروف المختلفة التي تسود في المناطق المختلفة، وللتغيرات التي تنطبق على هذه الظروف.
ثالث. وكانت ذروة تلك الفترة نشر كتاب تشارلز ليل "أساسيات الجيولوجيا" عام 1830، والذي يلخص المعرفة المتراكمة حتى ذلك الوقت، ويمهد الطريق لظهور العملاق - تشارلز داروين.
2. فك البنية الداخلية للأرض
في عام 1798، قام هنري كافنديش بقياس متوسط كثافة KDA ووجد أنه 5.45 جم/سم2.7 (مقارنة بحوالي 1848 جم/سمXNUMX من الصخور السطحية). ومنذ ذلك الحين أصبح من الواضح أنه لا يوجد "داخل الكرة بالفعل". تم فتح الطريق لمعرفة البنية الداخلية للكرة في عام XNUMX عندما وضع روبرت ماليت فرضيات توماس يونغ وجوزيف جاي لوساك القائلة بأن طاقة الزلازل تنتقل على شكل أمواج، وقاس سرعتها.
وفي عام 1883، قرر جون ميلن أن هذه الطاقة كانت كبيرة جدًا بحيث يمكن تسجيلها في أماكن بعيدة على سطح الأرض، وعندما تم بناء جهاز قياس الزلازل، تم إنشاء أساس علم الزلازل، وهو علم جديد ساهم بشكل كبير في فهم البنية الداخلية للأرض. ودراسة الزلازل.
في بداية القرن العشرين، أظهر ريتشارد أولدهام أن الطاقة الزلزالية تنتشر في عدة أنواع من الموجات، بسرعات مختلفة في أوساط مختلفة. يوجد في مركز الأرض نواة سائلة، لا تمر عبرها موجات قص، يبلغ نصف قطرها حوالي نصف قطر الكرة وتحيط بها قشرة، ولكل منطقة - النواة والقشرة والقشرة - خاصيتها سرعة الموجة الزلزالية الخاصة. شرح جورج إيري (إيري) وجون برات (برات) تضاريس البلاد بنموذج لقشرة من الصخور الصلبة تطفو فوق عباءة من مادة كثيفة وناعمة.
في عام 1906، تحقق أندريه موهوروفيتشيتش من الاقتراح القائل بوجود تغير حاد في السرعات الزلزالية بين القشرة الأرضية والوشاح الموجود تحتها. في عام 1936، أوضحت إنجا ليمان أن الجزء الداخلي من النواة صلب وأن الجزء الخارجي فقط هو السائل. وبهذه الطريقة تم تقديم "النموذج الكروي" لـ KDA - وهو أول تقريب يفترض أن بنية الكرة هي نفسها في جميع الاتجاهات ولا تتغير إلا مع العمق. تناولت العديد من الدراسات في القرن العشرين التقريب الثاني – التغيرات الهيكلية في المناطق المختلفة. وكانت هذه الاكتشافات أساسية في تطور تكتونية الصفائح. التحدي الرئيسي الذي يواجه علماء الزلازل اليوم هو رسم خرائط لأنماط درجة الحرارة والتدفق في الوشاح.
3. تكتونية الصفائح
تعتبر تكتونية الصفائح حاليًا النظرية الرئيسية للجيولوجيا. وكان نذير هذه النظرية هو ألفريد فيجنر الذي نشر عام 1915 كتابه "تكوين القارات والمحيطات" وفيه سلسلة "الهجرات القارية" التي تفسر العديد من الظواهر على الأرض: التطابق بين أوصاف الكون. القارات المختلفة التي يمكن أن تكون مرتبطة بقارة واحدة عظمى، وظهور حفريات أرضية متطابقة في فترات متطابقة عبر القارات التي تفصلها الآن المحيطات، وموقع سلاسل الجبال، والمزيد.
تم رفض نظرية فاغنر بأغلبية ساحقة تقريبًا، ولم يؤيدها سوى عدد قليل لأكثر من ثلاثة عقود. عاد العلم إلى نهجه بفضل التطور في العديد من المجالات: رسم خرائط محاكاة "الهجرة القطبية" المغناطيسية، والتي تختلف بالنسبة لأوروبا وأمريكا، تم تفسيرها جيدًا من خلال الهجرة القارية. إن حواف وسط المحيط التي تمتد لآلاف الكيلومترات دفعت هيس وروبرت ديتز إلى اقتراح في عام 1962 أن قاع المحيط "ينتشر" (ينتشر قاع البحر) من مرتفعات وسط المحيط و"يحمل" القارات عليه.
إن قبول هذا المفهوم، إلى جانب رسم خرائط المجال المغناطيسي في المحيطات، وفهم أن هذا المجال يخضع لانعكاسات دورية من وقت لآخر، أدى إلى المقال الثوري الذي كتبه فريد فاين ودروموند ماثيوز (فاين وماثيوز، 1963) الذي قدم نظرية كاملة تقريبًا، تربط بين ظواهر غير ذات صلة على ما يبدو: الخطوط العريضة للقارات، وعمرها الأصغر سنًا لصخور قاع البحر، وتوزيع البراكين.
أدى رسم خرائط بؤر الزلازل إلى صياغة التوراة في مجملها: عدد من الصفائح تتحرك بالنسبة لبعضها البعض، مع تركز معظم التشوه عند الحدود، وبعضه فقط داخل الصفائح. وقد أتاحت التوراة الجديدة ربط الظواهر التي تحدث على السطح، مثل ارتفاع الجبال وثوران البراكين، بتدفق الحرارة داخل الأرض.
يرتبط التمايز الجيوكيميائي في باطن الأرض بدحرجة المواد التي تتأثر بالعمليات المنصهرة على السطح، ونقل ("الاندساس") للصخور الرسوبية إلى وجه الكرة الأرضية. أكدت سلسلة كبيرة جدًا من عمليات الحفر في قاع المحيط (DSDP، ODP)، والتي بدأت في عام 1968 وتستمر حتى يومنا هذا، تنبؤات نظرية الصفائح.
4. تحديد عمر الأرض - 4.55 × 109 سنة
إن عمر الكوكب الذي نعيش عليه له أهمية مركزية في بناء رؤيتنا للعالم المادي. في النصف الثاني من القرن التاسع عشر، بدأ اللورد كلفن (وليام طومسون - اللورد كلفن) محاولات لتقدير عمر الكرة باستخدام الطرق الفيزيائية: بافتراض أن الكرة كانت منصهرة تمامًا في البداية، فقد قام بحساب الوقت اللازم لتبريدها ، ووصل تقدير العمر إلى ما بين الأربعين مللي ثانية و19 مللي ثانية. وقد اتحد المجتمع الجيولوجي في رأيه بأن هذا التقدير أقل بكثير من الوقت اللازم لاستكمال هيكل المناظر الطبيعية وتطوير الحيوانات في كادا.
ومع اكتشاف النشاط الإشعاعي، تم العثور على طريقة جديدة لقياس الوقت. وكان أول من طرح هذا الاحتمال في عام 1906 هو إرنست رذرفورد، الذي كان مكتشف النواة الذرية. من خلال قياس محتوى اليورانيوم في المعادن، وكذلك محتوى منتج تحلل اليورانيوم - عنصر الهيليوم (الذي تكون نواته جسيمات ألفا) - قام رذرفورد لأول مرة بتقدير عمر المعدن بشكل مباشر - حوالي 1500 مللي ثانية. هكذا ولد علم الجيولوجيا. إذا تبين أن نظيري اليورانيوم 238U و235U، يتحللان إلى نظيري الرصاص 206Pb و207Pb، بعمر نصفي مختلف، فسيكون التأريخ ممكنًا بناءً على تحديد التركيب النظائري للرصاص فقط. في هذه القياسات، تم تقدير عمر KDA بحوالي 3000 مللي ثانية.
اتخذت الخطوة الحاسمة في عام 1956 من قبل كلير باترسون، التي حددت من نسب 206Pb و207Pb و204Pb (النظير غير الإشعاعي) في النيازك والرواسب المحيطية أن عمر الأرض (والمواد الصلبة في النظام الشمسي) هو 4.55 مليار سنة. ولم يتغير تقدير العمر هذا بشكل ملحوظ منذ ذلك الحين، وتم التحقق منه بواسطة طرق تأريخ أخرى. وقد أدت الأساليب الجيولوجية إلى القدرة على تأريخ الأحداث على مدى فترات زمنية واسعة: من القطع الأثرية والصخور المختلفة إلى تحديد عمر صخور القمر (مثل عمر الأرض) وعمر العناصر الموجودة في الكون. أدى استخدام النظائر المشعة لاحقًا إلى فهم كبير لتركيبة المادة العميقة في DHA وسلوكها – درجة تجانسها وسرعات حركتها.
5. التدفق الحراري الملحي في المحيط ومناخ الأرض
بالفعل في الخمسينيات من القرن العشرين، قدر هنري ستومل، بناءً على التغيرات في عمق المياه في المحيطات، أنه لا يوجد سوى موقعين على سطح الأرض حيث يمكن للمياه أن تغوص من السطح إلى الأعماق. وتقع هذه المواقع في المحيط الأطلسي: أحدهما في الشمال، شرق جزيرة جرينلاند، والآخر في الجنوب، بالقرب من القارة القطبية الجنوبية.
تغوص المياه الباردة عند حافة البحر القطبي الشمالي المتجمد وفي المحيط الجنوبي عند حافة القارة القطبية الجنوبية عميقًا بسبب كثافتها الكبيرة، وتملأ قاع المحيطات: المحيط الهادئ، والهندي، وبالطبع المحيط الأطلسي. . إن نزول المياه الكثيفة إلى أعماق المحيط في خطوط العرض العليا يجب أن يصاحبه تدفق المياه السطحية الدافئة من المناطق الاستوائية إلى خطوط العرض العليا، وهذا يسبب ركود الطقس على السواحل الأوروبية لشمال المحيط الأطلسي.
وقد انضم اكتشاف ستوميل في الثمانينات إلى صورة أكثر كمالا للحزام الناقل المحيطي، الذي يحمل كميات هائلة من الحرارة نحو خطوط العرض العليا على السطح، وينقل المياه الباردة من خطوط العرض العليا نحو خط الاستواء في أعماق المحيط. لا يعتمد الحمل الحراري المحيطي، وكذلك كثافة مياه البحر، على درجة حرارة الماء فحسب، بل يعتمد أيضًا على تركيز الأملاح في الماء: فالملوحة العالية تزيد من كثافتها.
وبالتالي فإن قوة الحزام الناقل المحيطي تتأثر بتبريد الماء في المناطق العليا (مما يزيد من التدفق في الحزام الناقل) وبزيادة ملوحة الماء في المناطق السفلية بسبب زيادة ملوحة الماء في المناطق السفلية. التبخر هناك (مما يقلل التدفق في الحزام الناقل). أصبح من الواضح لباحثي المناخ أن أي انتهاك، حتى لو كان صغيرًا، لهذا التوازن الدقيق بين التبريد والتبخر يمكن أن يقلل بشكل كبير من قوة الحزام الناقل، ويغير مناخ كادا بشكل كبير.
6. نظام الرياح في الغلاف الجوي وأهمية دوران الأرض
بالفعل في القرن السابع عشر، عرف البحارة الذين كانوا ينقلون البضائع في السفن الشراعية بين أوروبا وأمريكا أن الحركة باتجاه الغرب في خطوط العرض الاستوائية أسرع منها في المناطق شبه الاستوائية، وذلك بسبب الرياح ("الرياح التجارية"). وقد اقترح إدموند هالي تفسيرا لذلك في نهاية القرن نفسه، حيث ربط بين التسخين الناتج عن الشمس في المناطق الاستوائية وصعود الهواء الساخن إلى الأعلى وتدفقه على السطح من المناطق شبه الاستوائية إلى خط الاستواء.
لم يوضح اقتراح هالي ملاحظة الرياح التجارية، ولم يربط جورج هادلي دوران خط الاستواء بانحراف الرياح التجارية عن اتجاه الزوال النقي إلا في القرن الثامن عشر. وأوضح هيدلي تكوين المكون الإقليمي (من الشرق إلى الغرب) في الرياح التجارية بأن الهواء القادم من المناطق المرتفعة يكون مكون سرعته شرقا أصغر من المكون الإقليمي في المناطق المنخفضة، وذلك لاختلاف محيط المحيط. الدائرة التي تتحرك فيها هذه الرياح خلال النهار، والتي تتطلب بالتالي أن تشكل الرياح مكونًا موجهًا نحو الغرب بالنسبة إلى نقطة ثابتة.
وبعد حوالي مائة عام، صاغ غوستاف كوريوليس قوانين الحركة في النظام الدوار، وأثبت رياضيًا وجود القوة التي تحمل اسمه حتى يومنا هذا: قوة كوريوليس. تنتج هذه القوة عن دوران النظام، ويتناسب حجمها مع سرعة الجسم المتحرك بالنسبة للنظام. وكانت هذه الصيغة هي الأساس للتنبؤ بالرياح بناءً على قياسات انخفاض الضغط، من خلال افتراض التوازن بين قوة انخفاض الضغط وقوة كوريوليس، وأكدت استنتاجات هيدلي.
فقط في العصر الحديث حلت الحسابات الرقمية المعقدة محل الحسابات التقريبية البسيطة، والتي نتجت مباشرة من صياغة كوريوليس. ومن المعروف اليوم أن خلية الدلو لا تمتد إلى الأقطاب، وأن لمحركات البحور المتوسطة دور مهم ومعقد في نقل الزخم والحرارة من البحور المنخفضة إلى البحور العالية.
7. فهم تأثير الإنسان على بيئته وتغير المناخ
واقترح بول كروتزن اعتبار هذه الأيام بداية لعصر جيولوجي جديد، وهو الأنثروبوسين، زاد فيه تأثير الإنسان على الأرض. منذ ما يقرب من قرن من الزمان، قدر سفانتي أرينيوس أن مضاعفة تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي نتيجة لحرق الوقود الأحفوري من شأنه أن يؤدي إلى زيادة في درجة الحرارة العالمية بمقدار خمس درجات مئوية، والواقع أن التقدير المقبول اليوم هو 5 إلى 1.5 درجة.
ويأتي ثاني أكسيد الكربون في المرتبة الثانية بعد الماء باعتباره "غازاً دفيئاً" - وهو غاز شفاف بالنسبة للإشعاع الشمسي الوارد، ويمتص جزءاً كبيراً من الإشعاع الحراري المنبعث من السطح نحو الفضاء. ومن "الغازات الدفيئة" الأخرى غاز الميثان (CH2) الذي زاد تركيزه في الغلاف الجوي ثلاثة أضعاف تقريبا خلال الـ 4 عاما الماضية نتيجة استخدام الغاز الطبيعي وزيادة مساحة حقول الأرز وتربية الماشية والحرائق. تم تسجيل الزيادة في تركيز غازات الدفيئة بشكل مباشر في الغلاف الجوي وبشكل غير مباشر في فقاعات الهواء المحبوسة في الأنهار الجليدية.
يؤدي الاحتباس الحراري إلى ذوبان الأنهار الجليدية وزيادة كمية بخار الماء في الهواء (التي تعمل كغازات دفيئة وتزيد من ظاهرة الاحتباس الحراري)؛ يؤدي ذوبان الجليد إلى تقليل سطوع السطح (البياض) - أي كمية الإشعاع الشمسي التي تعود إلى الفضاء، وبالتالي زيادة الاحتباس الحراري. ويتجلى ذوبان الأنهار الجليدية أيضًا في ارتفاع منسوب المحيطات وفيضانات المناطق الساحلية. من ناحية أخرى، تؤدي الزيادة في تلوث الهواء بالجسيمات في الغلاف الجوي إلى التبريد، سواء عن طريق زيادة السطوع أو عن طريق تكوين السحب، التي تعيد المزيد من الإشعاع الشمسي إلى الفضاء.
كما يتجلى تأثير الإنسان على الغلاف الجوي في انبعاث غازات إضافية: أ. أكسيد الكبريتيك وحمض النيتريك، اللذان يسببان تكوين المطر الحمضي ب. الغازات المختلفة، خاصة أكاسيد النيتروجين (NOx) والكبريت، والتي تساهم في تكوين الضباب الدخاني والجسيمات. مساهمة الغازات الاصطناعية، مثل مركبات الكلور والفلور والكربون (ClFC ومن بينها الفريون المستخدم في التبريد). وترتفع هذه الغازات المستقرة إلى طبقة الستراتوسفير، وهناك - في سلسلة من التفاعلات الكيميائية الضوئية - تساهم في تدمير طبقة الأوزون ("ثقب الأوزون"). أدى فهم العملية إلى "بروتوكول مونتريال"، الذي ساهم بالفعل في الاستعادة الجزئية لطبقة الأوزون.
8. العصور الجليدية والمناخ القديم
في منتصف القرن التاسع عشر، تم توضيح أنه خلال فترة العصر الجليدي (حوالي المليون سنة الماضية) انتشرت الأنهار الجليدية على مساحات واسعة من نصف الكرة الشمالي. وجاء الدليل على ذلك من الرواسب الجليدية النموذجية وأشكال المناظر الطبيعية الفريدة الموجودة في أوروبا وأمريكا الشمالية عند خطوط العرض الجغرافية المنخفضة.
تم إجراء خطوة ثورية في أبحاث المناخ القديم في عام 1948 عندما أظهر هارولد أوري (يوري) يليه صامويل إبستاين وزملاؤه (إيبستاين وآخرون) أن توزيع نظائر الأكسجين (النسبة (18O/16O بين الماء وكربونات الكالسيوم (CaCO3) ) (كما هو الحال في الأصداف الأحفورية) هي دالة لدرجة الحرارة. وهذا جعل من الممكن قياس درجات الحرارة النظائرية القديمة - قياس درجات الحرارة الماضية للمحيطات.
من خلال اختبار النظائر في أصداف المنخربات (مجموعة من وحيدة الخلية) في الرواسب البحرية، أصبح من الواضح أنه في الـ 700,000 ألف سنة الماضية كان ظهور الأنهار الجليدية دوريًا: حوالي عشرة عصور جليدية وفترات جليدية بينهما. خلال الفترات الباردة، تراكم الكثير من الجليد عند القطبين، وانخفض مستوى سطح البحر وتغير التركيب النظائري لمياه المحيط. إن تأريخ العصور الجليدية جعل من الممكن إعادة النظر في اقتراح ميلوتين ميلانكوفيتش من عام 1912 والذي بموجبه أن سببها هو التغيرات في الإشعاع الشمسي الواصل إلى الأرض، بعد التغيرات الدورية في هندسة دوران الأرض حول الشمس وحولها. محور. من هذا كان من الممكن التنبؤ بطول الدورات الجليدية، وهو التنبؤ الذي يمكن التحقق منه الآن مقابل توقيت دورات البليستوسين.
في العقود الثلاثة الماضية، تم حفر آبار عميقة في الجليد في جرينلاند والقارة القطبية الجنوبية. وتضمنت نوى الجليد عدة دورات جليدية تم تحديدها من خلال التركيب النظائري للأكسجين والهيدروجين في الجليد. كان الهواء القديم أيضًا محاصرًا بالجليد، حيث أظهر فحصه العلاقة بين درجات الحرارة العالمية وتركيز غازات الدفيئة - ثاني أكسيد الكربون - في الهواء.
9. فهم طريقة تشكل الصخور من أسس فيزيائية وكيميائية
العلوم هي أولا وقبل كل شيء العلوم الرصدية. يمكن تحليل العديد من الملاحظات باستخدام أساليب تم تطويرها في إطار الجيولوجيا، لكن المعرفة في مجالات الفيزياء والكيمياء تتيح فهمًا إضافيًا. برز فيكتور جولدشميت (جولدشميت) ونورمان بوين (بوين) بسبب الإنجازات التي حققوها في عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين.
طور بوين وباحثون آخرون أنظمة للتجارب المعملية في درجات حرارة وضغوط عالية، واستخدموها ومبادئ الكيمياء الفيزيائية لدراسة تكوين الصخور النارية. بدأ بوين تحقيقاته بالملاحظات الميدانية، وقام بتبسيط أنظمة الرصد بحيث يمكن فحصها في المختبر، واستخدم نتائج التجارب لصياغة فهم جديد لتكوين الصخور ذات الاتجاه في الطبيعة. وقد أثبت كتابه عن تطور الصخور الاتجاهية (1928) فهم هذه الصخور على أنها نتاج عمليات الذوبان والتكوين والتفاعل الكيميائي بين المنصهر والصخور التي يخترقها.
درس جولدشميت سلوك العناصر الكيميائية النادرة واندماجها في البلورات الشائعة في الطبيعة. كان إنجازه الرئيسي هو تقسيم العناصر إلى أربع "عائلات جيوكيميائية" وفقًا لميلها إلى تكوين مركبات في الطبيعة: تلك التي تتركز في الغلاف الجوي، وتلك التي تميل إلى الظهور على شكل سيليكات، وتلك التي تظهر بشكل أساسي على شكل كبريتيد، وتلك التي تميل إلى الظهور على شكل سيليكات، وتلك التي تميل إلى الظهور بشكل رئيسي على شكل كبريتيدات، وتلك التي تميل إلى الظهور على شكل سيليكات. لتظهر على شكل معادن أو معادن منصهرة.
جمع غولدشميت بين دراسة كيمياء البلورات وقياس تركيز العناصر المختلفة في المعادن والصخور والنيازك والخزانات الرئيسية في هيئة الصحة بدبي. وبناءً على هذه الدراسات وفهم أن النيازك تأتي من أجسام كوكبية صغيرة، اقترح غولدشميت تعريفًا كيميائيًا لأصداف كاداها متحدة المركز: الطبقة الداخلية غنية بالحديد و"عشاقها" (اللب)، وفوقها طبقة غنية بالكبريت و"عشاقه" (فرضية مدحضة)، وطبقة أخرى من السيليكات الغنية بالمغنيسيوم (الوشاح) وقشرة تحتوي على "خبث" عملية صهر قديمة.
والصورة في مجملها قريبة من البنية المقبولة اليوم، باستثناء الفهم بأن القشرة قد بنيت في عملية مستمرة. وضع غولدشميت الأساس للمجال الخصب للكيمياء الجيولوجية للعناصر النزرة.
10. تاريخ الحياة على الأرض: التطور والكوارث والانقراضات
لقد مر عالم الحيوان على الأرض بتغيرات هائلة منذ بداية الحياة قبل حوالي 3.5 مليار سنة وحتى اليوم. تم تفسير انفجار الحفريات في فترات مختلفة من قبل معظم الباحثين في التطور التطوري البطيء، وفقًا لنظرية داروين. كان الاستثناء من هذا التيار الفكري هو الفرنسي جورج كوفييه في أوائل القرن التاسع عشر، الذي زعم أن التغيرات الكبرى في عالم الحفريات هي نتيجة للكوارث - التدمير الشامل للسكان واستبدالهم بآخرين.
في الستينيات والسبعينيات من القرن العشرين، مع تطور طرق التأريخ الإشعاعي، أصبح من الواضح أن العديد من التغييرات في عالم الحفريات كانت سريعة للغاية: عند الحد الفاصل بين الفترتين البرمي والترياسي (منذ حوالي 20 مللي ثانية)، أكثر من انقرض تسعون بالمائة من الأنواع المحيطية، وعند الحدود بين العصر الطباشيري والعصر الثالث (منذ حوالي 250 مللي ثانية) انقرض حوالي خمسين بالمائة من جميع الأنواع وحوالي 66 بالمائة من جميع الفصائل، بما في ذلك الديناصورات. اتضح أن هذه الحدود هي أحداث انقراض عالمية، وبعد ذلك ازدهرت مجموعات جديدة تمامًا من المخلوقات في وقت واحد. هذه هي الطريقة التي تطورت بها الثدييات "ذوات الدم الحار"، والتي كانت في السابق مجموعة صغيرة وهامشية، عند حدود العصر الطباشيري القديم.
تم اقتراح التغيرات المناخية والبراكين والتغيرات في درجات الحرارة ومستوى سطح البحر كأسباب للانقراض. الاقتراح الأكثر روعة هو اقتراح لويس ألفاريز، الحائز على جائزة نوبل في الفيزياء، وابنه الجيوفيزيائي والتر وأصدقائهما في عام 1980. وجدت هذه المجموعة أن الطين الموجود في الطبقة الحدودية للعصر الحجري القديم غني بعنصر الإيريديوم (Ir) بمقدار عشرة أضعاف تقريبًا، والذي يكون تركيزه في القشرة منخفضًا جدًا، ولكن تركيزه أعلى بكثير في النيازك. واقترحوا أن التخصيب في الإيريديوم هو نتيجة لتأثير النيزك على DHA. وقد أدى الاصطدام إلى ظهور سحب ضخمة من الغبار، وحجب ضوء الشمس، وغير المناخ بشكل جذري، وقضى على معظم عالم الحيوان.
تم العثور على الكثير من الأدلة الداعمة لفرضية ألفاريز: فقد حددوا بلورات الكوارتز التي تشير إلى حدوث اصطدام، وحددوا شذوذ الإيريديوم في العديد من الأماكن الأخرى في العالم، وأخيرا تحديد المكان المحدد للتأثير الذي تسبب في الانقراض في نهاية العالم. العصر الطباشيري: حفرة تشيككسولوب المدفونة في شبه جزيرة يوكاتان في المكسيك.
مؤلفو المقال هم أعضاء معهد KDA للعلوم في الجامعة العبرية في القدس، وباحثون وأساتذة في الجيولوجيا وعلوم الغلاف الجوي وعلم المحيطات.
