هل بدأت المياه العذبة والحياة على الأرض قبل وقت مبكر مما كنا نعتقد؟
بقلم إيتامار كيربي، معهد ديفيدسون، الذراع التعليمي لمعهد وايزمان للعلوم
لقد نشأت الأرض منذ حوالي 4.5 مليار سنة، ومرت بالعديد من العمليات حتى أصبحت العالم الذي نعرفه اليوم. استغرق تشكل المحيطات مئات الملايين من السنين، وظهرت القارات الأولى في وقت لاحق. حتى وقت قريب، كان يُعتقد أن ظهور المياه العذبة حدث في وقت لاحق، حيث كان الدليل الأول على وجودها يعتمد على دراسة أحافير الكائنات وحيدة الخلية التي كانت موجودة منذ حوالي3.5 مليار سنة. ولكن هل ظهرت المياه العذبة في الطبيعة حقًا في ذلك الوقت فقط؟ تشير الأبحاث الجديدة إلى وجودهم على الأقل 500 مليون سنة في وقت سابق.
للإجابة على الأسئلة المتعلقة بالتاريخ المبكر للأرض، من الضروري دراسة مواد قديمة ومستقرة للغاية - والتي لم تتغير تقريبًا منذ خلقها. تم العثور على أحد أقدم رواسب الصخور في تلال جاك في غرب أستراليا، وهو يحتوي على بلورات من معدن الزركون.
تشكل الزركون في تدفقات الصهارة المبردة للأرض القديمة، وهو مادة مستقرة للغاية، وبالتالي فهو بمثابة مصدر مهم للمعلومات في دراسة جيولوجيا الأرض القديمة. ومن أهم مميزاتها إمكانية مواعدة عمره، حيث أنه يحتوي على اليورانيوم - وهو عنصر كيميائي يتعرض للتحلل الإشعاعي طويل الأمد بمعدل معروف - مما يسمح للجيولوجيين تقدير عمر البلورة. ويقدر عمر أقدم بلورة زركون، والتي تم العثور عليها أيضًا في جاك هيلز، بنحو 4.4 إلى 4 مليار سنة، وهي في الواقع أقدم بقايا كوكبنا تم العثور عليها على الإطلاق.
كيف يمكننا أن نتعلم من الزركون عن دورة المياه في الطبيعة؟ عندما يتلامس الماء مع الزركون فإنه يترك أثره عليه في شكل ذرات أكسجين. الاتصال بأوراق المياه العذبة ذرات الأكسجين الأخف مقارنة بتلك التي تبقى بعد ملامسة الماء المالح. ومن خلال تحليل نسبة ذرات الأكسجين في الزركون، توصل فريق البحث إلى إشارة إلى وجود مياه عذبة عمرها 4 مليارات سنة على الأقل، أي قبل 500 مليون سنة من التقدير السابق.
البحر-الأرض
يشير وجود المياه العذبة إلى وجود اليابسة قبل وقت طويل مما كان يُعتقد سابقًا. ولذلك فإن هذا الاكتشاف له آثار بعيدة المدى على فهمنا للأرض القديمة. إن العلاقة بين المياه العذبة ووجود اليابسة تنبع من دورة المياه في الطبيعة: فعندما يتبخر الماء فإن الأملاح المذابة فيه لا تبقى فيه، وبالتالي فإن عملية التبخر تحول كل الماء إلى مياه عذبة. يمكن أن تتكثف المياه المتبخرة في السحب وتسقط على شكل أمطار. إذا سقطت في المحيطات فإنها ستختلط مرة أخرى بالأملاح الموجودة فيها. ومن ناحية أخرى، إذا هبطوا على الأرض، فإنهم سيخلقون مصدرًا للمياه العذبة، مثل النهر أو البحيرة - حتى يصلوا إلى المحيط مرة أخرى. يمكن للمياه التي سقطت على شكل أمطار أن تتبخر مرة أخرى، من البحيرات أو المحيطات، وتبدأ الدورة من جديد.
هذه العملية الدورية التي تحدث على الأرض تسمى دورة المياه. قبل ظهور القارات، كانت المياه المتبخرة تصل دائمًا إلى المحيط وتندمج مع مياهه المالحة. لذلك فإن وجود الأرض يعد شرطا ضروريا لظهور المياه العذبة في الطبيعة. وبحسب الدراسة، يبدو أن القارات على الأرض تشكلت قبل وقت مبكر مما كنا نعتقد.
وتثير الدراسة أيضًا تساؤلات حول ظهور أول حياة على الأرض - أو على الأقل على اليابسة. أقدم دليل مباشر على ذلك تم العثور عليه في بيئة المياه العذبة، ويشير إلى عاش منذ حوالي 3.5 مليار سنةعلى الرغم من وجود ادعاءات أيضًا بوجود أدلة أقدم مصدرها مياه البحر، والتي لا تزال محل نزاع. وتقدم الدراسة الجديدة في الواقع أدلة على أن الظروف المناسبة لظهور الحياة على الأرض كانت موجودة منذ أربعة مليارات سنة، كما تفتح الباب أمام المزيد من الأبحاث حول ظهور الحياة على الأرض في وقت أبكر من تلك التي تم تحديدها حتى الآن.
المزيد عن الموضوع على موقع العلوم:
תגובה אחת
كنت أتوقع من "الأمثال" أنهم لن يأتوا بأعداد مبالغ فيها من السنين مثل هذه دون أي نسب.