سیاره‌ای پوشیده از آب!

سیاره‌ای پوشیده از آب!

سه میلیارد سال پیش، زمین یک سیاره آبی و بدون هیچ قاره‌ای بوده است!

شواهدی از پوسته زمین دال بر این است که حدود سه میلیارد سال پیش زمین یک سیاره تماما آبی بوده است. اگر این فرضیه صحت داشته باشد دانشمندان باید رویکردشان را در مورد سیاره‌های فرا زمینی و فرا کهکشانی و احتمال سکونت پذیری درآن سیارات و یا چگونگی آغاز زندگی بر روی سیاره زمین، تغییر دهند. مجله Nature Geoscience یک مقاله تازه درباره این نتایج را منتشر کرده است.

این مطالعه بر روی یک منطقه دور افتاده استرالیایی به نام منطقه پاناروما متمرکز است. در آن منطقه که در شمال غربی استرالیا واقع شده است، یک بخشی از کف اقیانوس با قدمت 3.2 میلیارد سال وجود دارد. قطعات پوسته زمین، سرنخ‌هایی درباره ویژگی‌های شیمیایی آب دریا در دوران باستان در خود دارند.

بنجامن جانسون یکی از نویسندگان این مقاله در مصاحبه‌ای اعلام کرد: “هیچ نمونه‌ایی از آب دریای باستان برای مطالعه وجود ندارد، اما ما صخره‌های در تماس با آب دریا که این تعامل را در خاطر دارند در دسترس داریم.” در مقدمه این مقاله دو تن از نویسندگان می‌گویند: “خاستگاه و تکامل زیست کره زمین به وسیله تاریخچه فیزیکی و شیمیایی اقیانوس‌ها شکل گرفته است. رسوب‌های شیمیایی دریا و پوسته دگرگون شده اقیانوسی، مدراک جغرافیایی را در خود حفظ کرده است.

رسوبات دریایی در طول زمان به خوبی مطالعه شده‌اند، اما نویسنگان این مقاله به جای آن، نگاهی به پوسته زمین باستان داشتند. اقیانوس‌های باستانی گونه‌های مختلفی از اکسیژن را داشتند که سپس درون پوسته ته نشین شده و رسوب کرده‌اند. دانشمندان بیش از 100 نمونه از صخره‌های باستانی را جمع آوری و برای دو ایزوتوپ اکسیژن16 و اکسیژن 18 بررسی کردند. آنها می‌خواستند رابطه میزان هر ایزوتوپ را در پوسته تاریخی زمین پیدا کنند تا بتوانند با اندازه‌های آن در رسوبات مقایسه کنند.

نتایج این مطالعه نشان داد که در پوسته زمین 3.2 میلیارد سال پیش، اکسیژن 18 بیشتری وجود داشته است. این بدین معناست که اقیانوس در آن زمان اکسیژن 18 بیشتری داشت. هر دوی محققان اذعان داشتند که این موضوع نشانگر این است که زمانی که این پوسته شکل گرفته، قاره‌ای وجود نداشته است. چرا که قاره‌ها دارای رس هستند و باعث جذب اکسیژن 18، که سنگین‌تر بود، می‌شدند. بنابراین اگر در 3.2 میلیارد سال پیش قاره‌ها وجود داشتند نمونه‌های پوسته آنها اکسیژن 18 کمتری داشتند. نتیجه غالب این پژوهش این است که اقیانوس‌های زمین از دو حال خارج نیستند: یکی پیش از شکل گیری قاره‌ها و یکی بعد از شکل گیری قاره‌ها.

رسوبات شیمیایی دریایی به صورت گسترده‌ای مورد مطالعه قرار گرفته‌اند تا قطعات قاره‌ها را در زمین در دوران باستان در کنار هم قرار دهند. همان طور که مطالعه نشان میدهد، این رسوبات دیرینه شامل “کربنات، فسفات، سیلیس ریزبلورین و اکسید آهن میشود. چون این مواد به طور مستقیم از گونه‌های آبی (aqueous) شکل یافته‌اند و می‌توانند اکسیژن 18 آب را که از آن نشات گرفته‌اند آشکار کنند!” این رسوبات مانند سوابق بایگانی زمین در طول زمان هستند و رسوبات قدیمی‌تر میزان افزایش پایدار اکسیژن 18 را در طول زمان تا به امروز نشان میدهند. اما این موضوع با نتایج این مطالعه در تضاد است. نویسنده‌ها می‌گویند اکسیژن 18 آب شیرین درطول زمان کاهش یافته است.

دو دانشمند مدلی برای زمین دوران باستان ساختند که نشانگر این است: “آغاز آب و هوای قاره‌ای در اواخر دوران Archaean (دورانی که موجودات ریز تک‌یاخته‌ای مثل آرکی‌باکتری یا باکتریهای باستانی می‌زیستند و به دوران باستانیان معروف است) بین 2.5 تا 3 میلیارد سال پیش باعث کاهش اکسیژن 18 در اقیانوس دوران Archaean به مقادیر مشابه اکسیژن 18 در آب شیرین کنونی شده است.” بنابراین پس از شکل گیری قاره‌ها مقادیر اکسیژن 18 شروع به کم شدن به اندازه مقادیر امروزی اکسیژن 18 کرده است.

هرچند این مطالعه اشاره به احتمال اینکه زمین یک سیاره آبی بوده است را دارد اما بدین معنا نیست که هیچ خشکی روی سیاره زمین وجود نداشته است. احتمالا در آن زمان مناطق جزیره‌ای و میکرو قاره‌هایی وجود داشتند.(به صورت آتشفشانی و صخره‌ایی) اما این گونه از خشکی‌های گسترده سرشار از خاک که امروزه زمین را پوشانده است و همین طور دامنه‌های کوهستانی احتمالا وجود نداشته است. که اگر وجود داشت میزان اکسیژن 18 به مقدار کنونی بیشتر شباهت داشت.

وینگ در مصاحبه‌ای اظهار کرد: “در مطالعات ما شاهدی بر عدم وجود میکرو قاره‌های ناچیز که از اقیانوس‌ها سربرآورده باشند وجود ندارد. فکر نمی‌کنیم که خاک‌های قاره‌ای با مقیاس جهانی همانگونه که امروز وجود دارند، در زمان باستان وجود داشته‌اند”

نویسندگان این مقاله ادعا نمی‌کنند که کار آنها شاهدی قطعی بر بحث‌های جاری در خصوص زمین دوران باستان باشد. هم چنین به دلایل دیگری برای این نتیجه گیری‌ها اشاره می‌کنند. قاره‌های کهن بسیار کندتر از قاره‌های امروزی شکل گرفته‌اند، و این سرعت شکل گیری می‌تواند توضیحی برای میزان اختلاف اکسیژن 18 باشد.  همچنین ممکن است که خاک رسی که اکسیژن 18 را جذب میکند خود به جای اینکه در قاره شکل بگیرد، در اقیانوس شکل گرفته باشد. که این موضوع به این راز علم زمین شناسی که ” قاره‌ها چه زمان شکل گرفته‌اند” اشاره میکند.

این مطالعه همچنین به زندگی نخستین بر روی زمین و زمان شکل گیری آن اشاره میکند. اقیانوس‌های دوران باستان بر روی زمین مانند اقیانوس‌های امروزی به عنوان یک حائل عمل می‌کنند، “بازخوردهای آب و هوایی که از بخش‌های مختلف جو زمین در طول زمان وجود داشته است کمک میکند تا اطمینان یابیم که سیاره به مدت طولانی قابل سکونت بوده است.”

دانشمندان یک تصویر از آنچه احتمالا زمین دوران باستان شبیه آن بوده و آنچه دنیای اقیانوس‌ها بوده است را ترسیم کرده‌اند. شواهد همگی زیر صخره‌ها و در طول زمان دفن شده‌اند. و چنانچه ما به دنبال درک تغییرات آب و هوایی بر روی زمین هستیم، با پیشرفت رصد سیاره‌های فرا زمینی و فرا کهکشانی تمام این سئوالات درباره زمین دوران باستان و اقیانوس‌ها اهمیت تازه‌ای می‌یابند. همان طور که نویسنده‌ها در این مقاله می‌گویند: ” زمین دوران باستان بدون ظهور قاره‌ها احتمالا شبیه سیاره آبی بوده است. که یک محدودیت محیط زیستی مهم بر منشا و تکامل زندگی بر روی زمین ایجاد میکند، همان طور که ممکن است هرکجای دیگری وجود داشته باشد. بخش‌هایی از تاریخچه زندگی بر روی زمین قابل دنبال کردن است: اگر شما یک سیاره آبی داشتید، یک سیاره پوشیده با اقیانوس، پس بخش‌های خشک هرگز در دسترس نبودند!”

مترجم: سحر بخت همت

منبع: universetoday