أول غلاف جوي تشكل حول الأرض يشبه إلى حد كبير ما نراه اليوم على كوكب الزهرة (توبياس سبيريلي)
كشفت دراسة علمية جديدة أجراها فريق دولي من الباحثين أن أول غلاف جوي تشكل حول الأرض كان حارا وكثيفا ومكونا من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين، ويشبه إلى حد كبير ما نراه اليوم على كوكب الزهرة.
وأظهرت الدراسة -التي أجراها العلماء على محيط الصهارة المغلي الذي غطى الكوكب منذ مليارات السنين- أن بعض الظروف الخاصة التي مرت بها الأرض غيرت تدريجيا تركيبة غلافها الجوي، ليكون مناسبا لوجود الماء السائل وظهور الحياة عليه، وتنجو بذلك من مصير مشابه لمصير الزهرة.
ونشرت الدراسة في دورية "ساينس أدفانسز" (Science Advances) في 25 نوفمبر/تشرين الثاني الحالي.
أول غلاف جوي للأرض
قام الفريق الدولي من الباحثين تحت إشراف معهد الجيوكيمياء والبترولوجيا في زيورخ بسويسرا (Institute of Geochemistry and Petrology, ETH Zürich) بإعادة تشكيل التركيبة الكيميائية لمحيط الصهارة المغلي الذي غطى الكوكب منذ مليارات السنين، وإجراء تجارب لمعرفة نوع الغلاف الجوي الذي كان سينتج عن هذه الظروف، وقد أصدر الفريق بيانا صحفيا بنتائج الدراسة.
ولفهم العلاقة بين تركيبتي الغلاف الجوي ومحيط الصهارة في وقت مبكر من عمر الأرض يقول الباحثون إن الأرض مثل الكواكب الصخرية الأخرى تتشكل من خلال عملية تسمى "التراكم"، حيث تتجمع الجزيئات الصغيرة معا في البداية تحت تأثير الجاذبية لتشكيل أجسام أكبر وأكبر.
وتتضمن المراحل المتأخرة من التراكم تأثيرات كبيرة تطلق كميات هائلة من الطاقة كان من بينها اصطدام الأرض بجرم آخر بحجم المريخ أدى إلى تذويب معظم مكوناتها، وتركها وقد تدثرت ببحر واسع من الصخور المنصهرة يسمى "محيط الصهارة".
ومن هذا المحيط تسربت غازات الهيدروجين والكربون والأكسجين والنيتروجين، لتشكيل الغلاف الجوي الأول للأرض.
ولمعرفة تركيبة الغلاف الجوي للأرض في تلك الحقبة المبكرة كان على العلماء تحديد نسبة عنصر الأكسجين، لأنه يتحكم في كيفية اتحاد العناصر الأخرى.
وهذه النسبة هي نفسها نسبة الأكسجين المرتبط بالحديد الموجود في غلاف الأرض اليوم، والذي تشكل إثر تصلب محيط الصهارة نتيجة انخفاض الحرارة.
أدى اصطدام الأرض بجرم كبير إلى تشكل محيط من الصهارة احتفظ ببعض أسرار أول غلاف جوي للكوكب (بيكسفيول)
وهكذا كان
وجد الباحثون أن الغلاف الجوي الأول للأرض كان عبارة عن مزيج سميك وحار من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في شكله الجزيئي، ويشبه إلى حد كبير ما نراه اليوم على كوكب الزهرة.
وبحسب مؤلفي الدراسة، فإن الأرض بردت بدرجة كافية في مرحلة مبكرة من عمرها، مما جعل بخار الماء يتكثف خارج الغلاف الجوي مكونا محيطات من الماء السائل كما نراها اليوم.
وكان من الممكن لو لم يبرد محيط الصهارة أن يترك هذا الغلاف الجوي يحتوي على 97% من ثاني أكسيد الكربون و3% من النيتروجين، مع ضغط جوي إجمالي يبلغ 70 ضعفا من الضغط الجوي الحالي، غير أن ذلك لم يكن ليؤدي إلى احتباس حراري في الجو، لأن الشمس كانت أقل سطوعا بحوالي 4 مرات مما هي عليه الآن.
لكن إذا كانت نسب غاز ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين في الغلاف الجوي المبكر للأرض مشابهة لما هي عليه اليوم في كوكب الزهرة فلماذا احتفظ كوكب الزهرة بالبيئة الحارة والسامة التي نلاحظها اليوم ونجت الأرض من هذا المصير القاتم؟
تجنبت الأرض مصير الزهرة بفضل بعدها النسبي عن الشمس (بيكريبو)
كيف تجنبت الأرض مصير الزهرة؟
الجواب -بحسب الباحثين- هو أن كوكب الزهرة كان قريبا نسبيا من الشمس، لذلك فهو لم يبرد بما يكفي لتكوين محيطات مائية، وبدلا من ذلك بقيت جزيئات الماء في الغلاف الجوي كبخار، قبل أن يفقدها الكوكب تدريجيا في الفضاء.
لكن الأمر كان مختلفا على الأرض، حيث سحبت المحيطات المائية ببطء وبوتيرة ثابتة ثاني أكسيد الكربون من الغلاف الجوي عن طريق التفاعل مع الصخور، وهو رد فعل معروف لدى العلماء باسم "تفاعل أوري" نسبة للعالم الحائز على جائزة نوبل الذي اكتشفه، وأدى ذلك إلى انخفاض الضغط الجوي إلى ما هو عليه اليوم.
لذلك، وعلى الرغم من أن الكوكبين ظهرا بشكل متماثل تقريبا فإن مسافتيهما المختلفة عن الشمس هي التي وضعتهما في مسارات متباينة، فأصبحت الأرض أكثر ملاءمة للحياة، في حين استمر غلاف الزهرة غير قابل للحياة كما كان في بداياته.
المصدر : الصحافة الأميركية
