تويت
انظُر إلى السّماء مُحدِّقًا في أقربِ جارٍ لنا في الفضاء، وهو القمر. نعم، إنّه رائع، لكن كيف تكوّن هذا القمر؟ في الحقيقة، لقد تكوَّن القمر إثرَ اصطدامٍ عنيفٍ للغاية بين الأرض في وقتٍ مبكّر، وجنينٍ كوكبيّ (Planetary embryo) يُدعى “ثِيا (Theia)”، وذلك بعد أن مضى على تكوّن الأرض مئة مليون سنة، كما تُشير أبحاث وتقارير العلماء والزُّملاء من الجيوكيميائيّين بجامعة كاليفورنيا (UCLA).
إنّ هذا الأمر ليس بالشّيء الجديد لدى العلماء، وقد كانوا يعرفون أنّه وقع قبل 4.5 مليار سنة بالفعل، ولكنّ العديد منهم قد اعتقدوا بأنّ تصادم الأرض مع الجنين الكوكبيّ ثِيا (تُلفظ THAY-eh)، كان عند زاوية تساوي 45 درجة أو تزيد؛ أيّ أنّ الاصطدام كانَ شبيهًا بدفع (ضرب) جانبيّ قويّ للغاية بين الكوكبين. لكن الآن، هناك أدلّة جديدة قويّة، تُثبت أنّ التّصادم قد كان وجهًا لوجه (Head-on).
حلّل الباحثون ودرسوا سبعة صخور جَلَبتها من القمر إلى الأرض مُهمَّات أبولو 12، 15، و17، فضلًا عن ستّة صخورٍ بركانيّة من ستار –دثار- الأرض (Earth’s mantle)؛ خمسة من هاواي، وواحدة من ولاية أريزونا. و كان المفتاح الرّئيس لإعادة محاكاة هذا التّصادم المهيب، هو سرّ كيميائيّ منقوش في ذرّات الأكسجين الخاصّة بالصّخور، حيث يشكّل الأكسجين 90% من حجم الصّخور، و50% من وزنها. ويُكوِّن نظير الأكسجين (O-16)، ما مقداره 99.9% تقريبًا من الأكسجين المُتوافر في الأرض ككلّ، وسُمِّيَ كذلك؛ لأنّ كلّ ذرّة تحتوي فيه على ثمانية بروتونات، وثمانية نيوترونات. وفي الجانب الآخر، يوجد كمّيّات ضئيلة من نظائر أخرى أثقل؛ هناك الـO-17، الذي يحتوي على نيوترون إضافيّ واحد، والـO-18، يحتوي على نيوترونين إضافيّين اثنين. جميع النّظائر التي ذُكِرت، هي مٌستقرّة، وهذه ليست جميع النّظائر (Oxygen isotopes)، فهناك نظائر أخرى مُشعّة. الأرض، المرّيخ، وبقيّة الأجسام الكوكبيّة (Planetary bodies) في مجموعتنا الشّمسيّة، جميعها تحتوي على نسبةٍ فريدة من الـO-17، والـO-16، نسبة مميّزة تجعل لها بصمة خاصّة.
في عام 2014، أكَّد فريقٌ من العلماء الألمان، أنّ القمر أيضًا لديه نسبته الفريدة والخاصّة بنظائر الأكسجين، والمختلفة عن الأرض. ولكن، لم تكن تلك هي القضيّة المُهمّة، حيث قال إدوارد يونغ من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (UCLA): “نحن لا نرى أيّ اختلاف بين نظائر الأكسجين في الأرض والقمر، ويَصعُب علينا ملاحظة هذا الاختلاف وتمييزه”.
واستخدم فريق الباحثين الشّباب، تكنولوجيّات وتقنيّات متطوّرة، في سبيل الحصول على قياساتٍ دقيقة للغاية، ثمّ التّحقّق منها باستخدام مطياف الكُتلة (Mass spectrometer) الجديد في جامعة كاليفورنيا. “حقيقة أنّ الأكسجين القابع في صخور الأرض وقمرنا يتشارك نفس البصمة الكيميائيّة، كانت عاطفيّة ومُعبّرة للغاية”، يقول يونغ. في حال تصادمت الأرض والكوكب ثِيا اصطدامًا جانبيًّا غير مباشر، فإنّ الغالبيّة العُظمى من القمر الذي نعرفه، ستكون قد تشكّلت بشكلٍ أساسيّ من الكوكب ثِيا إثْرَ التّصادم، وتاليًا، نظائر الأكسجين في الأرض والقمر، يجب أن تكون متمايزة ومختلفة عن بعضها البعض. لكن ومع ذلك، التّصادم المباشر وجهًا لوجه بين ثِيا والأرض، من المُرجّح أن يَخلصَ إلى تركيبٍ كيميائيّ شبيه لكلّ من الأرض والقمر، على عكس الاصطدام الجانبيّ وغير المباشر.
“لقد امتزجَ ثِيا جيِّدًا في كلٍّ من الأرض والقمر، وتناثر فوقهما بالتّساوي”، يقول يونغ، “وهذا يُفسِّر لنا بوضوح، كيف أنّ الأرض والقمر، يتشاركان البصمة ذاتها من الجنين الكوكبيّ، ثِيا. “ثِيا -والذي لم ينجُ من الاصطدام العنيف، يُشكّل أجزاءً عديدة من الأرض والقمر- كانَ في طور النّموّ، وعلى الأرجح لولا هذا الاصطدام، كان سيصير كوكبًا حقيقيًّا”، كما يقول يونغ. يعتقد يونغ وبعض العلماء، بأنّ الكوكب ثِيا كان بحجمِ الأرض، وآخرون يعتقدون بأنّه أصغر، رُبّما بحجم المرّيخ تقريبًا.
بَقِيَ أمرٌ أخير، يضعنا أمام سؤالٍ مهمّ، وهو؛ هل الاصطدام مع ثِيا، أزال جميع المياه التي كانت قد احتوتها الأرض في وقتٍ مبكّر؟ “بعد الاصطدام –أَي عشرات الملايين من السّنين تقريبًا- قد ضربَت كُويكباتٌ صغيرة الأرض، ومن بينها كويكبات غنيّة بالمياه”، يقول يونغ، “اصطدامات الأجسام والكواكب النّامية، قد حدثت بتزايُدٍ حينها، بالرّغم من أنّ المرّيخ، قد تجنّب هذه الاصطدامات جميعها”.
إنّ هذا الأمر ليس بالشّيء الجديد لدى العلماء، وقد كانوا يعرفون أنّه وقع قبل 4.5 مليار سنة بالفعل، ولكنّ العديد منهم قد اعتقدوا بأنّ تصادم الأرض مع الجنين الكوكبيّ ثِيا (تُلفظ THAY-eh)، كان عند زاوية تساوي 45 درجة أو تزيد؛ أيّ أنّ الاصطدام كانَ شبيهًا بدفع (ضرب) جانبيّ قويّ للغاية بين الكوكبين. لكن الآن، هناك أدلّة جديدة قويّة، تُثبت أنّ التّصادم قد كان وجهًا لوجه (Head-on).
حلّل الباحثون ودرسوا سبعة صخور جَلَبتها من القمر إلى الأرض مُهمَّات أبولو 12، 15، و17، فضلًا عن ستّة صخورٍ بركانيّة من ستار –دثار- الأرض (Earth’s mantle)؛ خمسة من هاواي، وواحدة من ولاية أريزونا. و كان المفتاح الرّئيس لإعادة محاكاة هذا التّصادم المهيب، هو سرّ كيميائيّ منقوش في ذرّات الأكسجين الخاصّة بالصّخور، حيث يشكّل الأكسجين 90% من حجم الصّخور، و50% من وزنها. ويُكوِّن نظير الأكسجين (O-16)، ما مقداره 99.9% تقريبًا من الأكسجين المُتوافر في الأرض ككلّ، وسُمِّيَ كذلك؛ لأنّ كلّ ذرّة تحتوي فيه على ثمانية بروتونات، وثمانية نيوترونات. وفي الجانب الآخر، يوجد كمّيّات ضئيلة من نظائر أخرى أثقل؛ هناك الـO-17، الذي يحتوي على نيوترون إضافيّ واحد، والـO-18، يحتوي على نيوترونين إضافيّين اثنين. جميع النّظائر التي ذُكِرت، هي مٌستقرّة، وهذه ليست جميع النّظائر (Oxygen isotopes)، فهناك نظائر أخرى مُشعّة. الأرض، المرّيخ، وبقيّة الأجسام الكوكبيّة (Planetary bodies) في مجموعتنا الشّمسيّة، جميعها تحتوي على نسبةٍ فريدة من الـO-17، والـO-16، نسبة مميّزة تجعل لها بصمة خاصّة.
في عام 2014، أكَّد فريقٌ من العلماء الألمان، أنّ القمر أيضًا لديه نسبته الفريدة والخاصّة بنظائر الأكسجين، والمختلفة عن الأرض. ولكن، لم تكن تلك هي القضيّة المُهمّة، حيث قال إدوارد يونغ من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلوس (UCLA): “نحن لا نرى أيّ اختلاف بين نظائر الأكسجين في الأرض والقمر، ويَصعُب علينا ملاحظة هذا الاختلاف وتمييزه”.
واستخدم فريق الباحثين الشّباب، تكنولوجيّات وتقنيّات متطوّرة، في سبيل الحصول على قياساتٍ دقيقة للغاية، ثمّ التّحقّق منها باستخدام مطياف الكُتلة (Mass spectrometer) الجديد في جامعة كاليفورنيا. “حقيقة أنّ الأكسجين القابع في صخور الأرض وقمرنا يتشارك نفس البصمة الكيميائيّة، كانت عاطفيّة ومُعبّرة للغاية”، يقول يونغ. في حال تصادمت الأرض والكوكب ثِيا اصطدامًا جانبيًّا غير مباشر، فإنّ الغالبيّة العُظمى من القمر الذي نعرفه، ستكون قد تشكّلت بشكلٍ أساسيّ من الكوكب ثِيا إثْرَ التّصادم، وتاليًا، نظائر الأكسجين في الأرض والقمر، يجب أن تكون متمايزة ومختلفة عن بعضها البعض. لكن ومع ذلك، التّصادم المباشر وجهًا لوجه بين ثِيا والأرض، من المُرجّح أن يَخلصَ إلى تركيبٍ كيميائيّ شبيه لكلّ من الأرض والقمر، على عكس الاصطدام الجانبيّ وغير المباشر.
“لقد امتزجَ ثِيا جيِّدًا في كلٍّ من الأرض والقمر، وتناثر فوقهما بالتّساوي”، يقول يونغ، “وهذا يُفسِّر لنا بوضوح، كيف أنّ الأرض والقمر، يتشاركان البصمة ذاتها من الجنين الكوكبيّ، ثِيا. “ثِيا -والذي لم ينجُ من الاصطدام العنيف، يُشكّل أجزاءً عديدة من الأرض والقمر- كانَ في طور النّموّ، وعلى الأرجح لولا هذا الاصطدام، كان سيصير كوكبًا حقيقيًّا”، كما يقول يونغ. يعتقد يونغ وبعض العلماء، بأنّ الكوكب ثِيا كان بحجمِ الأرض، وآخرون يعتقدون بأنّه أصغر، رُبّما بحجم المرّيخ تقريبًا.
بَقِيَ أمرٌ أخير، يضعنا أمام سؤالٍ مهمّ، وهو؛ هل الاصطدام مع ثِيا، أزال جميع المياه التي كانت قد احتوتها الأرض في وقتٍ مبكّر؟ “بعد الاصطدام –أَي عشرات الملايين من السّنين تقريبًا- قد ضربَت كُويكباتٌ صغيرة الأرض، ومن بينها كويكبات غنيّة بالمياه”، يقول يونغ، “اصطدامات الأجسام والكواكب النّامية، قد حدثت بتزايُدٍ حينها، بالرّغم من أنّ المرّيخ، قد تجنّب هذه الاصطدامات جميعها”.