من الصعب معرفة كيف كانت تبدو الأرض في السنوات الأولى قبل ظهور الحياة. حصل المحققون الجيولوجيون الآن على المزيد من الأدلة على أنه كان مختلفًا نوعًا ما عن الكوكب الذي نعيش عليه اليوم.
وفقًا لتحليل جديد لخصائص عباءة الأرض على مدار تاريخها الطويل ، كان عالمنا كله في يوم من الأيام مغمورًا بمحيط شاسع ، مع وجود عدد قليل جدًا من الكتل الأرضية أو لا توجد كتل على الإطلاق. كانت صخرة فضائية شديدة الرطوبة.
إذن أين ذهب كل الماء؟ وفقًا لفريق من الباحثين بقيادة عالم الكواكب Junjie Dong من جامعة هارفارد ، فإن المعادن الموجودة في أعماق الوشاح تشرب ببطء محيطات الأرض القديمة لتترك ما لدينا اليوم.
“لقد حسبنا سعة تخزين المياه في الوشاح الصلب للأرض كدالة لدرجة حرارة الوشاح” ، كتب الباحثون في ورقتهم.
“وجدنا أن سعة تخزين المياه في عباءة ساخنة ومبكرة ربما كانت أصغر من كمية الماء التي يحملها غطاء الأرض حاليًا ، لذا فإن المياه الإضافية الموجودة في الوشاح اليوم كانت ستقيم على سطح الأرض في وقت مبكر وشكلت محيطات أكبر.
“تشير نتائجنا إلى أن الافتراض الذي طال أمده بأن حجم المحيطات السطحية ظل ثابتًا تقريبًا عبر الزمن الجيولوجي قد يحتاج إلى إعادة تقييم.”
في أعماق الأرض ، يُعتقد أن كمية كبيرة من المياه يتم تخزينها على شكل مجموعة هيدروكسي مركبات – تتكون من ذرات الأكسجين والهيدروجين. على وجه الخصوص ، يتم تخزين الماء في شكلين عالي الضغط من الزبرجد الزيتوني البركاني المعدني ، وادسلايت المائي ورينغوودايت. يمكن أن تحتوي عينات وادسلايت في أعماق الأرض على حوالي 3 في المائة من H2O بالوزن ؛ رينجووديت حوالي 1 في المائة.
أخضعت الأبحاث السابقة التي أجريت على المعدنين إلى ضغوط ودرجات حرارة عالية من عباءة الأرض الحديثة لمعرفة سعات التخزين هذه. رأى دونغ وفريقه فرصة أخرى. قاموا بتجميع جميع بيانات الفيزياء المعدنية المتاحة ، وحددوا سعة تخزين المياه في wadsleyite و ringwoodite عبر نطاق أوسع من درجات الحرارة.
أظهرت النتائج أن هذين المعدنين يتمتعان بسعات تخزين أقل عند درجات حرارة أعلى. لأن صغار الأرض ، التي تشكلت قبل 4.54 مليار سنة ، كانت أكثر دفئًا داخليًا مما هي عليه اليوم (وحرارتها الداخلية كذلك لا يزال يتناقص، وهو بطيء جدًا وليس له أي علاقة على الإطلاق بمناخه الخارجي) ، فهذا يعني أن سعة تخزين المياه في الوشاح الآن أعلى مما كانت عليه في السابق.
علاوة على ذلك ، مع تبلور المزيد من معادن الزبرجد الزيتوني من الصهارة الأرضية بمرور الوقت ، فإن سعة تخزين المياه في الوشاح ستزداد بهذه الطريقة أيضًا.
بشكل عام ، سيكون الاختلاف في سعة تخزين المياه كبيرًا ، على الرغم من أن الفريق كان متحفظًا في حساباته.
“لقد تأثرت سعة تخزين المياه السائبة في الوشاح الصلب للأرض بشكل كبير بالتبريد العلماني نظرًا لقدرات التخزين التي تعتمد على درجة حرارة المعادن المكونة لها ،” كتب الباحثون.
“سعة تخزين المياه في الوشاح اليوم هي 1.86 إلى 4.41 مرة من كتلة سطح المحيط الحديثة.”
وجد الباحثون أنه إذا كانت المياه المخزنة في الوشاح اليوم أكبر من سعتها التخزينية في Archean Eon ، منذ ما بين 2.5 و 4 مليار سنة ، فمن المحتمل أن العالم قد غمرته المياه وأغرق القارات.
تتوافق هذه النتيجة مع دراسة سابقة وجدت ، بناءً على وفرة بعض نظائر الأكسجين المحفوظة في سجل جيولوجي للمحيط المبكر ، أن الأرض كانت موجودة قبل 3.2 مليار سنة طريق أقل من الأرض مما هو عليه اليوم.
إذا كان هذا هو الحال ، فقد يساعدنا ذلك في الإجابة عن الأسئلة الملحة حول جوانب أخرى من تاريخ الأرض ، مثل أين نشأت الحياة منذ حوالي 3.5 مليار سنة. هناك جدل مستمر حول ما إذا كانت الحياة قد تشكلت لأول مرة في محيطات المياه المالحة أم أحواض المياه العذبة على اليابسة؛ إذا غمرت المحيطات الكوكب بأكمله ، فسيحل هذا اللغز.
علاوة على ذلك ، يمكن أن تساعدنا النتائج أيضًا في البحث عن حياة خارج كوكب الأرض. تشير الدلائل إلى أن عوالم المحيطات وفيرة في عالمنا، لذا فإن البحث عن توقيعات هذه الكواكب المبللة يمكن أن يساعدنا في تحديد عوالم مضيافة. ويمكن أن يعزز قضية البحث عن الحياة في عوالم المحيطات في نظامنا الشمسي ، مثل أوروبا وإنسيلادوس.
ليس أقلها أنه يساعدنا على فهم التطور الدقيق لكوكبنا بشكل أفضل ، والمنعطفات الغريبة ، والتي غالبًا ما تبدو غير مضيافة على طول الطريق التي أدت في النهاية إلى ظهور البشرية.
تم نشر البحث في السلف AGU.
“هواة الإنترنت المتواضعين بشكل يثير الغضب. مثيري الشغب فخور. عاشق الويب. رجل أعمال. محامي الموسيقى الحائز على جوائز.”
