تويت
توصلّت دراسة جديدة إلى أنّ الاصطدام الغابر الذي شكّل القمر ربّما جلب معه أيضًا جميع المكوّنات اللّازمة للحياة.
منذ أكثر من 4.4 مليار سنة، اصطدم جسمٌ بحجم المريخ بكوكب الأرض البدائي، مُطلقًا قمرنا إلى مدارٍ دائم حول كوكبنا.
لكن وجدت دراسة جديدة أنّه كان يمكن أن يكون لهذا الحدث تأثيرٌ أكبر بكثير ممّا كان يُعتقد سابقًا.
فمن الممكن أيضًا أن يكون الاصطدام قد أشبع كوكبنا بالكربون، والنيتروجين، والكبريت؛ تلك العناصر اللّازمة لتشكّل الحياة، وهذا وفقًا لما ذكره العلماء يوم (23 كانون الثاني) في مجلّة (Science Advances).
في ذلك الوقت، كانت الأرض تشبه قليلاً مريخ اليوم.
كان لها لُبّ (مركز) وغطاء، ولكن جزءها غير المركزي كان فقيرًا جدًا بالعناصر المتطايرة مثل النيتروجين، والكربون، والكبريت.
يمكن أن تمتزج العناصر الموجودة في الأجزاء غير المركزيّة من كوكبنا – والمعروف باسم «الأرض السيليكاتية الضخمة – bulk silicate Earth» – مع بعضها البعض، ولكنّها لا تتفاعل أبدًا مع عناصر اللّب.
على الرّغم من وجود بعض المواد المتطايرة في اللّب، إلّا أنّها لم تستطع الوصول إلى الطبقات الخارجيّة للكوكب.
بعد ذلك حدث الاصطدام.
تقول إحدى النظريّات إنّ أنواعًا خاصّة من النيازك، تدعى (carbonaceous chondrites)، اصطدمت بالأرض وأعطت الأرض السيليكاتية الضخمة هذه العناصر المتطايرة.
وتستند هذه الفكرة إلى حقيقة أنّ نسب النظائر المختلفة من النيتروجين، والكربون والهيدروجين تبدو مطابقة لتلك الّتي وُجدت ضمن النيازك.
لذا؛ فإنّ أنصار النظريّة يؤيّدون فكرة أنّ النيازك يجب أن تكون مصدر هذه العناصر.
لكن هناك مشكلة واحدة فقط؛ وهي أنّ نسبة الكربون إلى النيتروجين خاطئة.
في حين أنّ النيازك تتشكّل من حوالي 20 جزءًا من الكربون لكلّ جزء واحد من النيتروجين، فإنّ مادّة الأرض غير المركزيّة تحتوي على حوالي 40 جزءًا من الكربون لكلّ جزء من النيتروجين، وهذا وفقًا لما ذكره كاتب الدراسة (دامانفير غريوال – Damanveer Grewal)، وهو طالب دكتوراه (Ph.D) في السنة الرابعة في قسم علوم الأرض والبيئة والكواكب في (جامعة رايس – Rice University) في (هيوستن، تكساس – Houston, Texas).
اصطدامٌ غابر
لهذا السبب قرّرت مجموعة مؤلّفي الدراسة اختبار نظريّة أُخرى: ماذا لو جلبَ كوكبٌ آخر تلك الهدايا؟
وقال غريوال لـ (Live Science): «من الممكن أن تكون الأرض قد اصطدمت بالعديد من أنواع الكواكب المختلفة».
هل يمكن أن يكون أحد تلك الكواكب قد أعطى الأرض السيليكاتية الضخمة النسبة الصحيحة للعناصر؟
إن حدث هذا التصادم، لكانت نواتا الكوكبَين قد اندمجتا، وكذلك اندمج كلا الغطائين.
لذلك شرعوا في إنشاء كوكب من الممكن أن يكون قد اصطدم مع كوكبنا.
في المختبر، وفي نوعٍ خاص من الأفران، ابتكر غريوال وفريقه ظروف حرارة عالية، وضغطًا عاليًا، والتي قد يتشكّل ضمنها لُبّ الكوكب.
في كبسولات من الجرافيت (graphite) -وهو شكل من أشكال الكربون- دمجوا مسحوقًا معدنيًا يمثّل اللّب، ويتضمّن عناصر مثل الحديد المرتبط بالنيتروجين، مع نسب متفاوتة من مسحوق السيليكات -خليط من السيليكون والأكسجين- والهدف منه محاكاة غطاء الكوكب الافتراضي.
عن طريق تغيير درجة الحرارة، والضغط، ونسب الكبريت في تجاربهم، صنع الفريق سيناريوهات حول الكيفيّة المحتملة التي توزّعت بها هذه العناصر بين اللّب وبقيّة الكوكب الافتراضي.
وجدوا أنّ الكربون أقلّ استعدادًا للارتباط بالحديد في وجود تركيزات عالية من النيتروجين والكبريت، في حين أنّ النيتروجين يرتبط بالحديد حتّى بوجود الكثير من الكبريت.
وقال غريوال إنّه حتى يُقصى النيتروجين من اللّب، وأن يكون موجودًا في أجزاء أُخرى من الكوكب، فينبغي أن يحتوي على تركيزات عالية جدًّا من الكبريت.
ثمّ أدخلوا هذه الاحتمالات في محاكاة، إلى جانب معلومات حول كيفيّة تصرّف العناصر المتطايرة المختلفة، والكميّات الحاليّة من الكربون، والنيتروجين، والكبريت في الطبقات الخارجيّة للأرض.
بعد إجراء أكثر من مليار عمليّة محاكاة، وجدوا أنّ السيناريو الأكثر منطقيّة -الذي كان ذا التوقيت الأكثر الأرجحيّة، والذي يمكن أن يؤدّي إلى نسبة صحيحة من الكربون إلى النيتروجين- هو السيناريو الذي يفترض حدوث تصادم واندماج للأرض مع كوكب بحجم المريخ الذي يحتوي على حوالي (25- 30) %من الكبريت في لبّه.
تقول (سيليا دالو – Célia Dalou)، وهي عالمة جيولوجيا نفط تجريبيّة لدى (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques) في فرنسا، والتي لم تشارك بالدراسة: «هذه النظريّة مُتحملة بشكلٍ كبير، وهذا العمل هو نتيجة ناجحة للغاية لسنوات من البحث الذي قام به العديد من الفرق المختلفة».
منذ أكثر من 4.4 مليار سنة، اصطدم جسمٌ بحجم المريخ بكوكب الأرض البدائي، مُطلقًا قمرنا إلى مدارٍ دائم حول كوكبنا.
لكن وجدت دراسة جديدة أنّه كان يمكن أن يكون لهذا الحدث تأثيرٌ أكبر بكثير ممّا كان يُعتقد سابقًا.
فمن الممكن أيضًا أن يكون الاصطدام قد أشبع كوكبنا بالكربون، والنيتروجين، والكبريت؛ تلك العناصر اللّازمة لتشكّل الحياة، وهذا وفقًا لما ذكره العلماء يوم (23 كانون الثاني) في مجلّة (Science Advances).
في ذلك الوقت، كانت الأرض تشبه قليلاً مريخ اليوم.
كان لها لُبّ (مركز) وغطاء، ولكن جزءها غير المركزي كان فقيرًا جدًا بالعناصر المتطايرة مثل النيتروجين، والكربون، والكبريت.
يمكن أن تمتزج العناصر الموجودة في الأجزاء غير المركزيّة من كوكبنا – والمعروف باسم «الأرض السيليكاتية الضخمة – bulk silicate Earth» – مع بعضها البعض، ولكنّها لا تتفاعل أبدًا مع عناصر اللّب.
على الرّغم من وجود بعض المواد المتطايرة في اللّب، إلّا أنّها لم تستطع الوصول إلى الطبقات الخارجيّة للكوكب.
بعد ذلك حدث الاصطدام.
تقول إحدى النظريّات إنّ أنواعًا خاصّة من النيازك، تدعى (carbonaceous chondrites)، اصطدمت بالأرض وأعطت الأرض السيليكاتية الضخمة هذه العناصر المتطايرة.
وتستند هذه الفكرة إلى حقيقة أنّ نسب النظائر المختلفة من النيتروجين، والكربون والهيدروجين تبدو مطابقة لتلك الّتي وُجدت ضمن النيازك.
لذا؛ فإنّ أنصار النظريّة يؤيّدون فكرة أنّ النيازك يجب أن تكون مصدر هذه العناصر.
لكن هناك مشكلة واحدة فقط؛ وهي أنّ نسبة الكربون إلى النيتروجين خاطئة.
في حين أنّ النيازك تتشكّل من حوالي 20 جزءًا من الكربون لكلّ جزء واحد من النيتروجين، فإنّ مادّة الأرض غير المركزيّة تحتوي على حوالي 40 جزءًا من الكربون لكلّ جزء من النيتروجين، وهذا وفقًا لما ذكره كاتب الدراسة (دامانفير غريوال – Damanveer Grewal)، وهو طالب دكتوراه (Ph.D) في السنة الرابعة في قسم علوم الأرض والبيئة والكواكب في (جامعة رايس – Rice University) في (هيوستن، تكساس – Houston, Texas).
اصطدامٌ غابر
لهذا السبب قرّرت مجموعة مؤلّفي الدراسة اختبار نظريّة أُخرى: ماذا لو جلبَ كوكبٌ آخر تلك الهدايا؟
وقال غريوال لـ (Live Science): «من الممكن أن تكون الأرض قد اصطدمت بالعديد من أنواع الكواكب المختلفة».
هل يمكن أن يكون أحد تلك الكواكب قد أعطى الأرض السيليكاتية الضخمة النسبة الصحيحة للعناصر؟
إن حدث هذا التصادم، لكانت نواتا الكوكبَين قد اندمجتا، وكذلك اندمج كلا الغطائين.
لذلك شرعوا في إنشاء كوكب من الممكن أن يكون قد اصطدم مع كوكبنا.
في المختبر، وفي نوعٍ خاص من الأفران، ابتكر غريوال وفريقه ظروف حرارة عالية، وضغطًا عاليًا، والتي قد يتشكّل ضمنها لُبّ الكوكب.
في كبسولات من الجرافيت (graphite) -وهو شكل من أشكال الكربون- دمجوا مسحوقًا معدنيًا يمثّل اللّب، ويتضمّن عناصر مثل الحديد المرتبط بالنيتروجين، مع نسب متفاوتة من مسحوق السيليكات -خليط من السيليكون والأكسجين- والهدف منه محاكاة غطاء الكوكب الافتراضي.
عن طريق تغيير درجة الحرارة، والضغط، ونسب الكبريت في تجاربهم، صنع الفريق سيناريوهات حول الكيفيّة المحتملة التي توزّعت بها هذه العناصر بين اللّب وبقيّة الكوكب الافتراضي.
وجدوا أنّ الكربون أقلّ استعدادًا للارتباط بالحديد في وجود تركيزات عالية من النيتروجين والكبريت، في حين أنّ النيتروجين يرتبط بالحديد حتّى بوجود الكثير من الكبريت.
وقال غريوال إنّه حتى يُقصى النيتروجين من اللّب، وأن يكون موجودًا في أجزاء أُخرى من الكوكب، فينبغي أن يحتوي على تركيزات عالية جدًّا من الكبريت.
ثمّ أدخلوا هذه الاحتمالات في محاكاة، إلى جانب معلومات حول كيفيّة تصرّف العناصر المتطايرة المختلفة، والكميّات الحاليّة من الكربون، والنيتروجين، والكبريت في الطبقات الخارجيّة للأرض.
بعد إجراء أكثر من مليار عمليّة محاكاة، وجدوا أنّ السيناريو الأكثر منطقيّة -الذي كان ذا التوقيت الأكثر الأرجحيّة، والذي يمكن أن يؤدّي إلى نسبة صحيحة من الكربون إلى النيتروجين- هو السيناريو الذي يفترض حدوث تصادم واندماج للأرض مع كوكب بحجم المريخ الذي يحتوي على حوالي (25- 30) %من الكبريت في لبّه.
تقول (سيليا دالو – Célia Dalou)، وهي عالمة جيولوجيا نفط تجريبيّة لدى (Centre de Recherches Pétrographiques et Géochimiques) في فرنسا، والتي لم تشارك بالدراسة: «هذه النظريّة مُتحملة بشكلٍ كبير، وهذا العمل هو نتيجة ناجحة للغاية لسنوات من البحث الذي قام به العديد من الفرق المختلفة».