إنجاز عالمي لباحث مصري: اكتشاف الدليل على أول نقطة مطر سقطت على كوكب الأرض

استخدم فريق من الباحثين من أستراليا والصين نظائر الأكسجين المحتجزة في المعادن القديمة لتحديد التوقيت التقريبي لأول مياه عذبة تبلل سطح كوكبنا الشاب.

تحتوي جبال جاك هيلز في غرب أستراليا على أقدم مادة باقية من القشرة الأرضية. لمدة 4.4 مليار سنة، ظلت المعادن البدائية دون تغيير نسبيًا بفعل الحرارة والضغط.

لا تحصل هذه المنطقة الجافة والحمراء والمتربة على الكثير من المياه هذه الأيام، لكن العلماء وجدوا دليلاً على أقدم أمطار على الأرض محصورة داخل بلورات الزركون الصخرية، وهو تغيير كبير في فهمنا للتاريخ الهيدرولوجي للكوكب.

يقول الجيولوجي المصري والمؤلف الرئيسي حامد جمال الدين: “من خلال فحص العمر ونظائر الأكسجين في البلورات الصغيرة لمعدن الزركون، وجدنا بصمات نظائرية خفيفة بشكل غير عادي يعود تاريخها إلى 4 مليارات سنة مضت”.

حامد جمال الدين، مصري من مدينة طنطا، حصل على درجة الدكتوراه من جامعة كيرتن – أستراليا، وأتبعها بزمالة ما بعد الدكتوراه لمدة ثلاث سنوات في نفس الجامعة، ويعمل الآن أستاذاً مساعداً بجامعة خليفة، الإمارات العربية المتحدة.
تقول مجلة Theconversation أن الدكتور جمال الدين يستخدم أحدث التقنيات الجيوكيميائية لدراسة الصخور المشتقة من الوشاح على المستويات العالمية والإقليمية والصغرى إلى النانوية. تسلط اكتشافاته العلمية الخارقة ضوءًا جديدًا على التطور الديناميكي للأرض على مدار تاريخها الممتد لأربعة مليارات عام، بما في ذلك الجوانب المتعلقة بتطور عباءة الأرض، والتكوين المبكر للقشرة القارية، وبداية تكتونيات الصفائح، والذكر القاري الفائق. دورات.

تساعد أبحاثه على تحسين فهمنا لكيفية عمل نظام الأرض بأكمله وتطوره، بما في ذلك المعرفة حول أحداث التمعدن. استخدم جمال الدين وزملاؤه مقياس الطيف الكتلي الأيوني الثانوي لتحليل حبيبات الزركون الصغيرة، واستنتاج نظائر الأكسجين التي كانت موجودة في الصهارة التي تشكلت منها البلورات.

تحتوي الزركون التي ابتكرها جاك هيلز على تركيبات “خفيفة جدًا من الناحية النظائرية” والتي لا تكون ممكنة إلا إذا تشكلت تحت الوشاح وتعرضت أيضًا للمياه العذبة – وتحديدًا المياه النيزكية، من النوع الذي سقط مؤخرًا من السماء. ومن ثم، قد تكون هذه البلورات المحاصرة دليلا على سقوط الأمطار الأولى على الأرض، مخترقة المياه الضحلة لقشرتها المتصلبة حديثا.

يقول جمال الدين، وفقًا لموقع Science Alert: “عادةً ما تكون نظائر الأكسجين الخفيفة هذه نتيجة للمياه العذبة الساخنة التي تغير الصخور على بعد عدة كيلومترات تحت سطح الأرض”.

ويضيف: “إن الأدلة على وجود مياه عذبة على هذا العمق داخل الأرض تتحدى النظرية الحالية القائلة بأن الأرض كانت مغطاة بالكامل بالمحيطات قبل أربعة مليارات سنة”.

يقول الجيولوجي بجامعة كيرتن والمؤلف المشارك هيوغو أوليروك: “لا يلقي هذا الاكتشاف الضوء على تاريخ الأرض المبكر فحسب، بل يشير أيضًا إلى أن كتل اليابسة والمياه العذبة مهدت الطريق لازدهار الحياة خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا – أقل من 600 عام”. بعد مليون سنة من تشكل الكوكب.” .

وكان يُعتقد سابقاً أن القشرة كانت مغمورة تحت المحيط في ذلك الوقت؛ بعض أقدم أشكال الحياة الأرضية التي اكتشفناها هي الشعاب الميكروبية التي يبلغ عمرها 3.48 مليار عام والمعروفة باسم ستروماتوليت والتي تم اكتشافها على بعد ما يزيد قليلاً عن 800 كيلومتر شمال جاك هيلز، في بيلبارا كراتون.

لكن هذا البحث الجديد يشير إلى أن الأراضي الجافة، وخزانات المياه العذبة، ودورة المياه، وربما حتى الحياة على الأرض، ظهرت في وقت أبكر بكثير مما كنا نعتقد.

كما أنه يعزز نظرية “الأرض المبكرة الباردة” كما وصفها الجيولوجي جون فالي من جامعة ويسكونسن ماديسون، الذي وصفت ورقته البحثية لعام 2014 الزركون الهادياني بأنه أقدم مادة على الأرض.

وتشير النظرية إلى أنه بعد وقت قصير من تجمع الصخور المنصهرة للكوكب في القشرة، كانت الأرض باردة بما يكفي لاستضافة الماء السائل والمحيطات والغلاف المائي.

يقول أوليروك: “تمثل النتائج خطوة مهمة إلى الأمام في فهمنا لتاريخ الأرض المبكر وتفتح الأبواب لمزيد من الاستكشاف في أصول الحياة”.

وقد نشر هذا البحث في مجلة Nature Geoscience.