ماذا تعرّف..! عن قصة طفولة الارض؟
مروة الاسدي
2015-11-03 04:35
متى كانت بداية تكون كوكب الارض؟، كيف تحولت الارض من حالة الجحيم البركاني وهجمات النيازك الى كوكب بارد نسبيا لكثر المياه فيه، والى كوكب اخضر مليئة بالغابات والحياة التي نعيشها في الوقت الراهن من ارض ترابية صلبة ومياه وهواء وكائنات حية لا تعد ولا تحصى؟، جل هذه الاسئلة في مجال اكتشاف كوكب الارض وغيرها، اجابة عليها بعض علماء الجيولوجيا والبراكين الذين يواصلون رحلاتهم البحثية لاكتشاف اسرار كوكبنا الارضي، ففي الآونة الاخيرة أعلن فريق من الباحثين الأمريكيين ان بلورة عتيقة من الحجر الكريم الزركون كانت قد اكتشفت في غرب استراليا ربما تبوح بأسرار نشأة الحياة على كوكب الأرض قبل 4.1 مليار عام أي أسبق بواقع 300 مليون سنة تقريبا عما كان يعتقد في السابق.
فيما قادت دراسة جديدة تهدف إلى إعادة دراسة الصخور القديمة العلماء إلى تقدير بداية تشكل النواة الداخلية لكوكب الأرض قبل الفترة المعتقد والمحددة بنحو 1.3 مليار عام، على صعيد مختلف تحولت جزيرة بركانية ظهرت في الآونة الاخيرة قبالة سواحل اليابان الى مختبر طبيعي وبيئة مصغرة توضح للعلماء كيفية نشوء الانواع الحية وتطورها، ونشأت هذه الجزيرة الصغيرة في المحيط الهادئ في تشرين الثاني/نوفمبر من العام 2013 بين جزر اوغاساوارا على بعد الف كليومتر جنوب طوكيو، وذلك بعد انفجار بركاني كبير.
ويأمل العلماء ان تشكل هذه الجزيرة بيئة مصغرة تظهر كيف تنشأ الانواع الحية وتتطور، وذلك لان مخلفات الطيور البحرية على سطح هذه الجزيرة البركانية تشكل نوعا من السماد المناسب للتخصيب.
الى ذلك عثر علماء على آثار حفرة قطرها 400 كلم وسط أستراليا، وأثبتوا أنها نجمت عن ارتطام نيزك ضخم بالأرض منذ مئات ملايين السنين. ويعتقد الباحثون أن النيزك قد انشطر إلى قطعتين قبل ارتطامه بسطح الأرض مما "أدى إلى انقراض كائنات حية".
كل هذه الاكتشافات وغيرها توحي لنا بعظمة الباري عز وجل كيف كون الارض وخلقنا واسرار التي اودعها فيها كما ذكر الله تعالى في كتابه الكريم في سورة الزلزلة { بِسْمِ اللَّهِ الرَّحْمَنِ الرَّحِيمِ إِذَا زُلْزِلَتِ الْأَرْضُ زِلْزَالَهَا * وَأَخْرَجَتِ الْأَرْضُ أَثْقَالَهَا * وَقَالَ الْإِنْسَانُ مَا لَهَا * يَوْمَئِذٍ تُحَدِّثُ أَخْبَارَهَا * بِأَنَّ رَبَّكَ أَوْحَى لَهَا * يَوْمَئِذٍ يَصْدُرُ النَّاسُ أَشْتَاتًا لِيُرَوْا أَعْمَالَهُمْ * فَمَنْ يَعْمَلْ مِثْقَالَ ذَرَّةٍ خَيْرًا يَرَهُ * وَمَنْ يَعْمَلْ مِثْقَالَ ذَرَّةٍ شَرًّا يَرَهُ }
وفيما يلي أدناه بعض الاخبار التي رصدتها شبكة النبأ المعلوماتية حول ابرز الاكتشافات والتطورات العلمية في علم الارض.
بلورة زركون ونشوء الارض
في سياق متصل قال علماء من جامعتي ستانفورد وكاليفورنيا في لوس انجليس إنهم عثروا في الآونة الأخيرة على عشرة آلاف بلورة زركون يرجع عهدها إلى مليارات السنين في منطقة جاك هيلز باستراليا منها بلورات يعتقد ان بها مترسبات كربونية عمرها 4.1 مليار عام بهامش خطأ يبلغ عشرة ملايين عام، وقال البحث الذي نشره الفريق في دورية الأكاديمية القومية للعلوم "يؤكد اكتمال أغلفة بلورة الزركون وسلامتها وعدم وجود تشققات انها ليست وليدة عمليات جيولوجية حديثة ... وقد تمثل دليلا على أصل الحياة على الأرض منذ 4.1 مليار عام".
كان علماء قد استعانوا بالسجلات الحفرية لتقييم تاريخ الحياة على الأرض ووجدوا انها نشأت منذ نحو 3.8 مليار عام في صورة كائنات وحيدة الخلية فيما يعتقد ان أول ظهور للانسان كان منذ نحو 200 ألف سنة فقط. بحسب رويترز.
وأشرف على الدراسة اليزابيث بيل وباتريك بونكه ومارك هاريسون من جامعة كاليفورنيا في لوس انجليس علاوة على ويندي لاو من جامعة ستانفورد، وبالاستعانة بطريقتين مختلفتين لتحديد عمر المعادن والصخور توصل العلماء العام الماضي الى أن بلورة صغيرة من الزركون -الذي يشتهر باسم ألماس الفقراء- عثر عليها في مراعي للاغنام في غرب استراليا هي أقدم معدن على وجه البسيطة اذ يقدر عمرها بنحو 4.4 مليار عام، والزركون من أشهر الاحجار الكريمة ويوجد فى جميع صخور القشرة الارضية في الصخور النارية والرسوبية والمتحولة.
الصخور القديمة تحدد ميلاد النواة الداخلية لكوكب الأرض
فمع بداية مرحلة التجمد بدأت النواة تصدر مجالا مغناطيسيا أكبر، مازال مستمرا حتى يومنا هذا، نشرت نتائج الدراسة في دورية "نيتشر" المعنية بشؤون الطبيعة، وتتناقض النواة النشطة لكوكب الأرض بشكل كبير مع كوكب المريخ المجاور لنا، والذي توقف مجاله المغناطيسي القوي مبكرا قبل نحو 4 مليارات عام.
ويتولد المجال المغناطيسي لكوكبنا في أعماق الأرض عن طريق حركة اهتزازية للحديد المنصهر كهربيا في نواتها الخارجية، ويؤدي هذا المجال المغناطيسي إلى حماية الأرض من العواصف التي تقذفها الشمس باستمرار، وتولد هذه العواصف، عند القطبين، هالة ضوئية شمالا وجنوبا، ولكنها قد تعمل أيضا بشكل مدمر بحيث تجرد الغلاف الجوي الأعلى من الأوزون، وهذا الغلاف هو الدرع المهمة التي تحمي الأرض من الأشعة فوق البنفسجية الضارة للشمس، وثمة اعتقاد بأن الحياة على الأرض قد نمت نتيجة سماح المجال المغناطيسي لهذا الغلاف الحامي بالبقاء لمئات الملايين من السنوات. بحسب البي بي سي.
تعتمد تقديرات ونماذج تشكل النواة الداخلية على فهم خصائص الحديد في الظروف القاسية في مركز الأرض، وتتولد الحركة الاهتزازية للحديد في النواة الخارجية السائلة إلى حد ما من الحرارة الزائدة في مركز الأرض، التي تنتقل إلى أعلى وإلى الخارج عن طرق ما يعرف بالحمل الحراري، وأيضا عن طريق التصلب البطيء للنواة الداخلية الصلبة في مركز الكوكب.
ومع تجمد الحديد في مركز الأرض، مشكلا النواة الداخلية، يطرد الضوء تلك الشوائب الزائدة في النواة الخارجية السائلة، ويؤدي ذلك إلى زيادة الحمل الحراري في النواة الخارجية، وزيادة المجال المغناطيسي.
وتعتبر زيادة المجال المغناطيسي بمثابة التوقيع الذي يبحث عنه العلماء في الصخور السحيقة جيولوجيا: وهو تسجيل يرصد بدء عملية تصلب النواة، وتقول أندي بيغين، من جامعة ليفربول، المشرفة على البحث إن " توقيت أول ظهور للحديد الصلب أو (تنوّي) النواة الداخلية مازال محل جدل كبير، لكن من المهم تحديد خصائص وتاريخ أعماق الأرض".
واحتلت مسألة توقيت بداية تصلب الحديد المنصهر في مركز الكوكب وتكوين النواة الداخلية أهمية كموضوع يخضع لمناقشات علمية، وتعتمد تقديرات ونماذج تشكل النواة الداخلية على فهم خصائص الحديد في الظروف القاسية في مركز الأرض، والضغط الذي يصل إلى أكثر من ثلاثة ملايين غلاف جوي، ودرجات حرارة تصل إلى نحو ستة الآف درجة مئوية.
تعتبر الهالة الضوئية من تبعات المجال المفناطيسي للأرض وتفاعلات مع الشمس، وتضيف بيغين: "النموذج النظري الذي يناسب بياناتنا على نحو أفضل يشير إلى أن النواة تفقد حرارتها أبطأ من أي مرحلة أخرى خلال ال 4.5 مليار عام الأخيرة، وهذا يؤدي إلى فيض من الطاقة ينبغي أن يحافظ على المجال المغناطيسي للأرض لملايين السنيين الأخرى".
ويقول ريتشارد هاريسون، من جامعة كامبردج، وهو غير مشارك في الدراسة، لبي بي سي : "دراسة مغناطيسية الصخور القديمة يمثل تحديا علميا هائلا، لأن الصخور القديمة يمكن أيضا أن تفقد ذاكرتها المغناطيسية، أو أن تصبح إشاراتها المغناطيسية التي تحملها مشوشة أو معطوبة (تماما مثل ملفاتك على القرص الصلب في الكمبيوتر)".
وأضاف : "لكن ذلك يعد من أفضل طرق البحث عن أدلة ملموسة بشأن توقيت بداية تصلب النواة"، وقال : " على الرغم من أن البيانات شحيحة، إلا أن هذه الدراسة طبقت ضوابط محكمة الجودة لتحديد أي البيانات هي الأفضل من حيث الاعتماد عليها، كما استخدمت احصاءات للتأكيد على أن تحفيز المجال المغناطيسي للأرض حدث قبل 1300 مليون عام.
فإذا كان ذلك بمثابة توقيع لنمو النواة الداخلية، حينئذ ربما يتعين علينا مراجعة أفكارنا بشأن النواة مرة أخرى".
جزر اوغاساوارا بيئة مصغرة توضح نشوء الانواع وتطورها
جزر اوغاساوارا مدرجة منذ العام 2011 على قائمة التراث العالمي لمنظمة يونيسكو بفضل غناها بالانواع الحية الذي يلقي الضوء على آليات تطور النظم البيئية، وتصف منظمة يونسكو هذه الجزر على موقعها الالكتروني بانها "مثال نموذجي لمسار تطور الانظمة البيئية في الجزر الواقعة في المحيطات"، وبسبب تواصل تدفق الحمم البركانية توسعت مساحة الجزيرة حتى غطت جزيرة نيشينوشيما الصغيرة المجاورة. بحسب رويترز.
وفي آخر شباط/فبراير، اصبحت الجزيرة بطول 1950 مترا من الشرق الى الغرب، و1800 مترا من الشمال الى الجنوب، بحسب خفر السواحل في اليابان، وهي المرة الاولى التي تظهر فيها بقعة جديدة من اليابسة في هذه المنطقة من جنوب اليابان منذ اربعين عاما، ويقول ناوكي كاشي مدير قسم الابحاث حول جزر اوغاساوارا في جامعة طوكيو لوكالة فرانس برس "نحن، علماء الاحياء، مهتمون جدا بهذه الجزيرة الجديدة، لانها تشكل فرصة لنا لمراقبة نقطة بداية مسار التطور"، واظهرت آخر الصور الملتقطة من الجو للجزيرة في السابع والعشرين من نيسان/ابريل الماضي وجود سحابة كثيفة بيضاء تنبعث من فوهة بركانية.
ومن غير الممكن حاليا التوجه اليها، ويطالب ناوكي كاشي بعدم ادخال اي نوع من الانواع الحية الى الجزيرة، ويقول "اطالب كل الذين سيتوجهون لاحقا الى الجزيرة ان يبذلوا غاية العناية لحماية بيئتها، واطالبهم خصوصا الا يصطحبوا معهم ايا من الانواع الحية".
ويضيف "علماء الاحياء يعرفون تماما كيف يتصرفون، ولكن الفريق الاول الذي سيقصد الجزيرة سيكون على الارجح من علماء الجيولوجيا والبراكين، وهم ربما غير مدركين لهذا الامر"، ويتوقع العلماء انه مع انحسار النشاط البركاني، ستحمل التيارات البحرية والطيور المهاجرة انواعا من النبات والبذور الى الجزيرة، ويقول كاشي "ما اريد دارسته هو اثر الطيور المهاجرة على الانظمة البيئية النباتية، كيف تتحول فضلات الطيور الى اسمدة تغذي النباتات، وكيف يؤثر نشاطها على النظام البيئي"، وقد ينتهي الامر بهذه الطيور باتخاذ الجزيرة موطنا لها، حين يخمد البركان تماما، ويرجح العلماء ان يشاهدوا في هذه الجزيرة ما يشبه المشاهدات المسجلة في جزيرة سورتسي الذي ظهرت في العام 1963 على بعد نحو ثلاثين كيلومترا من سواحل ايسلندا في شمال اوروبا.
ففي تلك الجزيرة، راقب العلماء وصول البذور اليها بفضل التيارات البحرية، ثم ظهور الطحالب، ومن ثم البكتيريات، والفطريات، ومن بعدها اولى انواع النباتات الوعائية، ومع مطلع القرن الجاري، كانت تلك الجزيرة تضم ستين نوعا من الباتات الوعائية، و75 نوعا من الطحالب، و71 نوعا من الاشنيات، و24 نوعا من الفطريات، وباتت اليوم موطنا لتسعة وثمانين نوعا من الطيور و335 نوعا من الكائنات اللافقرية، بحسب منظمة يونسكو.
بقعة تحولت فيها الحياة إلى أحجار تكشف أسرار كوكبنا
تشكل منطقة باتاغونيا موطنا لغابة استثنائية متحجرة وغريبة الطابع، كما أنها غابة مخيفة بعض الشيء وحافلة بالحفريات، تتناثر في جنبات إقليم تشوبوت، الواقع جنوبي الأرجنتين، نصب صخرية غريبة الشكل تنتمي لحياة غابرة ازدهرت في هذه المنطقة قبل 65 مليون سنة تقريبا، فالإقليم موطن لـ"غابة متحجرة" نادرة، تحولت فيها الحياة الصاخبة إلى أحجار صماء.
ويصف بيتر ويلف، أستاذ علم الحفريات النباتية بجامعة "بِن ستات" في الولايات المتحدة تلك الغابة المتحجرة بالقول: "الكثيرون يرونها غريبة ومخيفة بعض الشيء، وذات تضاريس أشبه بتلك الموجودة على سطح القمر. بالنسبة لي هي بقعة جميلة على نحو مذهل".
ويضيف ويلف: "لا توجد تقريبا نباتات من تلك الموجودة في العصر الحديث، المنطقة جافة للغاية، والرياح عاتية بشدة. أنا رجل قوي البنية، لكنني أحيانا ما أُطرح أرضا،" بفعل هذه الرياح.
وتحدث عملية التحجر عندما تتحول المادة العضوية الموجودة في نبات أو حيوان ما إلى معادن قبل أن "تصبح حجرا" في نهاية المطاف. ومن شأن هذه العملية الحفاظ على الأشكال الطبيعية للنباتات والحيوانات المتحجرة بتفاصيلها التشريحية بدقة وعلى نحو مجسم.
وعلى مدى 16 عاما؛ عكف ويلف ومعه فريق من الولايات المتحدة ومن "متحف إيجيديو فرولجيو للأحافير" (إم أي إف) في الأرجنتين على دراسة الغابات المتحجرة الموجودة في باتاغونيا والأراضي الغنية بالحفريات الموجودة هناك. بحسب فرانس برس.
وتوجد في إقليم تشوبوت أحافير لديناصورات فريدة من نوعها، ولحيوانات ثديية وكذلك لنباتات وأزهار وفواكه. وتمثل هذه الحفريات "كل الحقب الجيولوجية تقريبا" التي مرت على الأرض.
لكن ربما تشكل جذوع الأشجار المتحجرة ضخمة الحجم أكثر المعالم التي تحتوي عليها "أوروماشتيا بارك" غرابة ولفتا للأنظار بشدة.
وتتناثر على صفحة الأرض في هذه المنطقة – كما يقول ويلف - حفريات لجذوع "أشجار طويلة للغاية من الفصيلة الصنوبرية وكذلك من الأشجار المزهرة" التي كانت تنمو على ضفاف الأنهار القريبة من الساحل المطل على المنطقة الجنوبية من المحيط الأطلسي.
كان ذلك قبل نحو 65 مليون سنة "في فترة لم يكن قد مضى فيها وقت طويل على انقراض أخر ديناصور" من على سطح الأرض، لكن تلك الأشجار لم تكن تنمو في هذه المنطقة، بل وصلت إلى هناك بفعل المياه، عندما تآكلت ضفاف الأنهار التي كانت تنمو عليها بفعل الرياح، لينتهي الحال بها في مصبات أنهار رملية، دُفنت فيها تحت طبقات من الرواسب.
وبمرور الوقت، حلت مادة ثاني أكسيد السيليكون الذائبة (السيليكا) محل المواد العضوية الموجودة في تلك الأشجار. وبفعل مستويات الضغط ودرجات الحرارة الآخذة في الارتفاع، تحولت الأشجار والرمال التي تغمرها إلى أحجار.
تشكل غابة "سيرّو كوادرادو" المتحجرة التي تعود للعصر الجوراسي الأوسط إحدى أروع الغابات المتحجرة من نوعها في العالم، ويوضح ويلف أنه "بعد مرور سنوات طويلة، أدت عمليات الرفع الجيولوجي (التكتوني) إلى إعادة هذه الأشجار المتحجرة من جديد إلى سطح الأرض. وأزالت عمليات التعرية كل الرواسب الموجودة فوقها، لتكشف عن حفريات ضخمة وبديعة"، لذا لا يمكن اعتبار أن منطقة "أوروماشتيا بارك" تشكل "غابة متحجرة" بالمعنى الحرفي للكلمة، لأن أشجارها ليست في المكان الذي كانت تنمو فيه من الأصل.
رغم ذلك فإن هذا الموقع ذا الطابع الاستثنائي هو من بين أهم المواقع بالنسبة لعلم الحفريات النباتية في العالم؛ إذ أنه يمنحنا لمحة نادرة لملامح تلك الحقبة التي تلت مباشرة اختفاء الديناصورات من على ظهر البسيطة في نهاية العصر الطباشيري، وذلك بعدما هيمنت على كوكب الأرض لنحو 165 مليون سنة.
ويمكن القول إن كل غابة متحجرة تروي لنا حكاية مختلفة، فإلى الجنوب من منطقة "أوروماشتيا بارك"، تقع غابة "سيرّو كوادرادو" المتحجرة، التي تشكل موقعا رائعا للحفريات التي تعود إلى العصر الجوراسي الأوسط، حيث تضم هذه المنطقة أشجارا هائلة الحجم لا تزال قابعة في مواقعها الأصلية.
ومن بين العينات الأحفورية الموجودة في هذه المنطقة، جذوع أشجار ضخمة وكذلك أشجار عتيقة من نوع "أروكاريا أروكانية" الذي ينتمي لفصيلة الصنوبريات، ويقول ويلف: "على عكس الحال في أوروماشتيا بارك، سقطت أشجار سيرّو كوادرادو بفعل ثورات بركانية وقعت في العصر الجوراسي، وتحولت (هذه الأشجار) إلى حفريات في مناطق قريبة للغاية من تلك التي كانت تنمو فيها، لذا فهذه المنطقة تشكل غابة حقيقية للحفريات".
العثور على آثار حفرة هائلة نتجت عن ارتطام نيزك بالأرض
الى ذلك قال علماء إنهم عثروا في وسط أستراليا على آثار حفرة قطرها 400 كيلومتر ناجمة عن ارتطام نيزك ضخم بالأرض منذ مئات ملايين السنين ، وهي أكبر الحفر التي عثر عليها على حتى الآن، وبحسب العلماء الذين شاركوا في هذا الاكتشاف، فإن العثور على هذه الحفرة الشاهدة على ارتطام هائل موغل في القدم قد يؤدي إلى تشكل نظريات جديدة حول تاريخ الأرض، وقد اختفت ملامح هذه الحفرة منذ زمن بعيد، وتبددت في أعماق القشرة الأرضية، لكن بقي منها بعض الآثار، بحسب الدراسة المنشورة الاثنين في مجلة ّتكتونفيزيكس" الأوروبية. ويعتقد الباحثون أن النيزك قد انشطر إلى قطعتين قبيل ارتطامه بسطح الأرض. بحسب فرانس برس.
وقال أندرو غليكسون، الباحث بالجامعة الوطنية في أستراليا والمشرف على الدراسة، إن شطري النيزك "كان كل منهما بطول أكثر من عشرة كيلومترات"، وأن "ارتطامهما أدى إلى انقراض أنواع حية كثيرة كانت تعيش في ذلك الزمن".
ولم يستطع الباحثون تعيين تاريخ الارتطام على وجه الدقة، لكن الصخور المحيطة بالحفرة تعود إلى ما بين 300 مليون و600 مليون سنة، لكنهم لم يتوصلوا إلى أي مؤشرات جيولوجية دالة على تاريخه، كتلك التي سمحت بتحديد تاريخ سقوط النيزك الكبير في خليج المكسيك قبل 66 مليون سنة والذي ساهم في انقراض الديناصورات، وعثر على آثار هذه الحفرة الضخمة فيما كان العلماء يقومون بأعمال حفر على عمق أكثر من كيلومترين في إطار أبحاث جيولوجية في أستراليا.