سر الصدأ الأخضر

ويتكهن علماء من معهد وايزمان بأن الصدأ الذي غاص في قاع المحيطات منذ مليارات السنين كان "الصدأ الأخضر" - وهو معدن قائم على الحديد ربما كان أكثر شيوعا في الماضي. 

قد تكون الصخور الرسوبية على الأرض صلبة كالحجر، لكن الحديد الموجود فيها كان ذات يوم جزءًا من محلول مياه البحر. كيف تحول الحديد من مادة منصهرة إلى خام صلب؟ الدكتور إيتاي هاليفيويفترض فريق بحثه في قسم علوم الأرض والكواكب في معهد وايزمان للعلوم أن "الصدأ" الموجود في مياه المحيطات، والتي غاصت إلى قاع البحر منذ مليارات السنين، كان "الصدأ الأخضر". - معدن أساسه الحديد، وهو نادر جدًا الآن - ولكنه ربما كان أكثر شيوعًا في الماضي.

ومن المعروف أن مياه المحيطات القديمة كانت تحتوي على حديد مذاب، مما يدل على تركيزات منخفضة للغاية من الأكسجين الحر (O₂) على الأرض في تلك العصور. وإلا فإن الحديد والأكسجين سيتفاعلان مع بعضهما البعض، ويشكلان معًا أكاسيد الحديد - وهي رواسب حمراء يعرفها جيدًا كل من ترك زوجًا من الدراجات في المطر. واليوم، يقول الدكتور هاليفي، يمر الحديد من الأرض إلى مياه المحيطات على شكل جزيئات أكسيد صغيرة غير قابلة للذوبان، عبر مياه النهر. لكن تكوين الرواسب بهذه الطريقة لا يمكن أن يبدأ إلا بعد تراكم كمية كافية من الأكسجين الحر في الغلاف الجوي، وهو ما حدث منذ حوالي 2.5 مليار سنة. قبل ذلك، عندما كان وجود الأكسجين في البيئة ضعيفًا جدًا، كانت المحيطات غنية بالحديد. لكن مع مرور الوقت، لم يبقى الحديد الذائب في الماء، بل تشكل مركبات غير قابلة للذوبان مع عناصر كيميائية أخرى، وغرق في قاع المحيط بعملية تدريجية أدت إلى تكوين خامات الحديد التي نعرفها اليوم.

האפשרות שתרכובות בלתי-מסיסות אלה היו המינרל המכונה “חלודה ירוקה” עלתה בדעתו של ד”ר הלוי בעת שעבד על מחקר הדוקטורט שלו, שבמסגרתו ניסה ליצור במעבדה את התנאים ששררו על כוכב-הלכת מאדים בשלבי קיומו המוקדמים, כולל משקעי הברזל האדומים-חלודים האופייניים له. ويقول: "في النظام الذي أنشأناه، تشكلت مادة خضراء لم نتعرف عليها في البداية، وبعد تعرضها للهواء، سرعان ما تغير لونها إلى اللون البرتقالي". وفي تجارب أخرى، اكتشف أن المادة هي "الصدأ الأخضر"، وهو معدن نادر جدًا على الأرض اليوم، بسبب ارتباطه القوي بالأكسجين: في ظل الظروف الموجودة على الأرض اليوم، يتحول المعدن بسرعة إلى الصدأ الأحمر المألوف. من ناحية أخرى، افترض الدكتور هاليفي، أنه في بيئة فقيرة بالأكسجين في العصور القديمة، كان من الممكن أن يكون وسيلة مركزية لنقل الحديد المذاب وتكوين مركبات صلبة تغوص في قاع البحر.

ويأتي الدعم لهذا الاعتقاد من منطقة سولاويسي في إندونيسيا، حيث يتشكل حاليا "الصدأ الأخضر" في بحيرة ماتانو، التي تعتبر مياهها غنية بالحديد وفقيرة بالأكسجين - وبالتالي فهي تشبه مياه محيطات القدماء. أرض. ومن أجل دراسة الاحتمالات التي ظهرت من التجارب والتأكيد على أهميتها، قام الدكتور هاليفي وأعضاء مجموعته بإنشاء نظام يحاكي قدر الإمكان الظروف التي كانت سائدة في المحيط الخالي من الأكسجين في عصر ما قبل الكمبري. وأظهرت تجاربهم أن معدن "الصدأ الأخضر" لم يتشكل في ظل هذه الظروف فحسب، بل أنه إذا سمح له بذلك فإنه قد يتحول مع مرور الوقت إلى معادن معروفة من تكوينات الحديد من عصر ما قبل الكمبري، وهي أكاسيد حاملة للحديد، وكربونات. الكربونات) والسيليكات.

هل يمكن أن يكون "الصدأ الأخضر" المعدني هو الآلية الرئيسية لتثبيت الحديد وإزالته من محلول مياه البحر في عصر ما قبل الكمبري؟ وقام الدكتور هاليفي وأعضاء مجموعته بتطوير نماذج لوصف دورة الحديد في محيطات الأرض القديمة، بما في ذلك إمكانية تكوين "الصدأ الأخضر" ومنافسة المعادن الأخرى الحاملة للحديد إلى قاع البحر. ويثير تحليل نتائج النموذج احتمال أن يكون هذا المعدن قد لعب بالفعل دورا مركزيا في دورة الحديد على الأرض القديمة، وأصبح الحديد الموجود في "الصدأ الأخضر" بمرور الوقت هو المعادن التي يمكن العثور عليها في الطبقات الجيولوجية . يقول الدكتور هاليفي: "بالطبع، كانت هذه إحدى الطرق العديدة لإنتاج خام الحديد، تمامًا كما توجد اليوم العديد من العمليات المشاركة في تكوين الرواسب في المحيطات". "ولكن على حد فهمنا، يبدو أن" الصدأ الأخضر "نقل كمية كبيرة من الحديد إلى الرواسب الأولى التي تشكلت في قاع المحيطات".

#أرقام_علمية

حتى حوالي 2.4 مليار سنة مضت، عندما ظهر الأكسجين في الغلاف الجوي للأرض، ربما غرق أكثر من نصف الحديد الذي دخل المحيط على شكل صدأ أخضر.