۱۳۹۶ تیر ۹, جمعه

چگونگی پیدایش زمین

از: دکتر ژانت سیفرت، عضو ارشد هیأت علمی دانشگاه رایس

چگونگی پیدایش زمین


فهرست مندرجات

.



زایش زمین

دکتر ژانت سیفرت (Dr. Janet Louise Siefert)، عضو ارشد هیأت علمی دانشگاه رایس (Rice University)

دکتر ژانت سیفرت (زاده‌ی ۱۹۵٣ م -)، دکترای خود را، در سال ۱۹۹٧ میلادی، از دانشگاه هیوستون (University of Houston)، یکی از دانشگاه‌های ایالت تگزاس در ایالات متحده آمریکا به‌دست آورد و از ژانویه سال ۱۹۹٨، عضو ارشد هیأت علمی و استاد دیپارتمان آمار دانشگاه رایس است. هم‌چنین کار او در شبکه‌ی تاریخ نشنال جیوگرافی برجسته است و علاوه بر این، او یک تیم بین‌المللی تحقیقاتی را در بنیاد ملی علوم (National Science Foundation) سرپرستی می‌كند.

آنچه در زیر آمده، روایت چگونگی پیدایش اتمسفر و هوای زمین و نقش سیانو باكتری‌ها در پیدایش اوزون و هوای زمین، براساس پژوهش‌های علمی دکتر ژانت سیفرت است.

به‌گفته‌ی او، در دوران كامبرین و میلیون‌ها سال پس از آن، حیات فقط در دریاها وجود داشت چون اشعه‌ی ماورای بنفش خورشید زندگی را در خشكی‌ها ناامن كرده بود ولی این مشكل با پیدایش سیانو باكتری‌ها حل شد. اكسیژنی كه توسط سیانو باكتری‌ها تولید می‌شود پس از برخورد به اشعه‌ی ماورای بنفش به مولكول اوزون تبدیل می‌شود و كم كم لایه‌ی اوزون را به‌وجود آورد. بدین‌صورت امكان زندگی در خشكی برای جانوران فراهم شد.

دانشمندان اکنون به آخرین قطعه برای تکمیل پازل سیر تحول زمین نیاز دارند. از به‌هم پیوستن ذرات خاک در ابر خورشیدی تا سیاره‌ای که حیات در آن خصیصه‌های زمین‌شناسی بر جای گذاشته است.

چهارونیم میلیارد سال پیش زمین از ابر خاکی اطراف خورشید به‌وجود آمد. دویست میلیون سال بعد اولین قاره‌ها و اقیانوس‌ها در حال شکل‌گیری بودند. شهاب‌سنگ‌ها آب و اسیدهای امینه را که اجزای سازنده‌ی حیات بودند، به‌سطح زمین آوردند. تحقیقات اکنون در زمان به جلو حرکت می‌کند و به سه‌ونیم میلیارد سال پیش می‌رسد.

چهارونیم میلیارد سال پیش زمین از ابر خاکی اطراف خورشید به‌وجود آمد.

شکل‌های جدیدی از زندگی در حال پیدا شدن بودند که وجود آن‌ها می‌توانست انواع جدیدی از سنگ‌ها را به‌وجود بیاورد. اما همان‌طوری که می‌دانیم، حیات به اکسیژن نیاز دارد و تا آن‌جا که ما می‌دانیم سه‌ونیم میلیارد سال پیش اکسیژنی وجود نداشت. در آن زمان اتمسفر به‌شدت سمی بود و فوران‌های آتشفشانی جو زمین را با سولفور و متان، دی‌کسید کربن و اسید سولفوریک پر می‌کردند. اما اشکال ابتدایی حیات وجود داشت.

در خیلی از نقاط دنیا فسیل‌های از ساختارهای شبه‌مرجانی در سنگ‌ها پیدا شده است، که بیش از سه میلیارد سال قدمت دارند. آن‌ها استراماتولایت (Stromatolites یا stromatoliths) نامیده می‌شوند و نشانه‌هایی هستند، از این‌که چگونه اتمسفر از اکسیژن پُر شد.

استراماتولایت‌ها، فسیل‌های از ساختارهای شبه‌مرجانی در سنگ‌ها

استراماتولایت‌های زنده خیلی کم‌یاب هستند. یکی از مناطق زمین که می‌تواند آن‌ها را در آن‌جا یافت، بخشی از بیابان‌های شمال مکزیک است، در دره‌ی کواترو سیاناگاس (Cuatro Cienegas). دکتر ژانت سیفرت می‌گوید:

    شاید فکر کنید که این‌جا مثل بقیه‌ی بیابان‌ها قدیمی است؛ اما این‌طور نیست. این‌جا مکان خاصی است، به‌دلیل واکنش‌های خاص شیمیایی در این دره، که با تمامی نقاط دنیا فرق می‌کند.

دریاچه‌ی این دره مانند آزمایشگاه کپسول زمان است. با بررسی استراماتولایت‌های مدرن، دانشمندان می‌توانند بفهمندد آن‌ها چگونه میلیاردها سال پیش شکل گرفته‌اند.

    چیزی‌که درباره‌ی کواترو سیاناگاس جالب است، این نکته است که این مکان نماینده‌ای دوره‌ی درست قبل از زمانی است که زمین اکسیژن زیادی داشته و این مکان زمین ما با زندگی میکروبی احاطه شده بودند.

سیفرت کشف کرد که استراماتولایت‌ها از میلیاردها میکروب به‌نام سیانو باكتری ساخته شده‌اند.

    ما این‌جا در کواترو سیاناگاس، استراماتولایت داریم. من ان‌را به شما نشان می‌دهم. این لبه‌ای سبز و آبی که می‌بینید، در واقع میلیون‌ها میلیون سیانو باکتری هستند.

این باکتری‌ها به‌خاطر یک خصیصه‌ی منحصر به فرد در حال تغییر دادن تاریخ کره‌ی زمین بودند. تنها به‌خاطر یک ویژگی منحصر به فرد، آن‌ها اکسیژن تولید می‌کنند.

    این‌جا داخل این دریاچه‌ی آب ما می‌بینیم که آن‌ها وظیفه‌شان را انجام می‌دهند. ما می‌بینیم که آن‌ها دارند اکسیژن تولید می‌کنند. وقتی که من وارد آب می‌شوم و به تک تک این سیانو باکتری‌ها سر می‌زنم، اگر با دقت نگاه کنم می‌بینم که تمامی آن‌ها دارند اکسژن تولید می‌کنند و وقتی این اکسیژن‌ها در این‌جا جمع می‌شوند، تولید حباب می‌کنند و می‌بینیم که حباب‌ها به‌سمت بالا می‌روند و این دقیقاً همان اتفاقی است که در جو زمین هم می‌افتد.

سه‌ونیم میلیارد سال پیش اکسیژن برای اشکال تازه‌ای حیات به‌شدت سمی و مرگبار بود. آن‌ها از سولفور (گوگرد) برای گرفتن انرژی استفاده می‌کردند.

    سیانو باکتری یک دستگاه مولکولی دارند که می‌تواند نور خورشید و آب را بگیرد و محصول جدید تولید کند، که همان اکسیژن است. در آن‌زمان در سیاره‌ی زمین هیچ حیاتی به اکسیژن عادت نداشت و درست در همان زمان در تاریخ حیات، وقتی آن‌ها شروع به تولید اکسیژن مازاد و رها کردن آن به جو کردند، تمام دنیا ما به چیزی که اکنون شاهد آن هستیم، تغییر کرد.

در طول دوره‌های مختلف زمین‌شناسی سیانو باکتری به اندازه‌ی وجود داشتند که می‌توانستند تریلیون‌ها تُن اکسیژن تولید کنند و اتمسفری را که ما امروز تنفس می‌کنیم، به‌وجود آورند. آن‌ها مسئول سیر تحول تمام اشکال حیات هستند.

    اگر از نقطه‌ی‌نظر سیر تحول به زمین نگاه کنیم، باید بگوییم که اگر ما این‌جا هستیم به‌خاطر سیانو باکتری است و این‌که آن‌ها توانسته‌اند، جو زمین را با اکسیژن پُر کنند. بدون وجود این گاز ما هیچ‌کدام از ارگانیزم‌های پیچیده‌ای روی زمین را نداشتیم و من و شما امروز این‌جا نبودیم.

زمانی‌که جو شروع به پُر شدن با اکسیژن کرد، صحنه برای تحول حیات گیاهی و حیوانی فراهم شد. تأثیر آن بر زمین‌شناسی زمین فوق‌العاده بود. در طول صدها میلیون سال گیاهان بر زمین‌افتاده در مناطق استوایی لایه‌های فشرده‌ای تشکیل دادند که به‌وجود آمدن تمامی ذخایر ذغال، نفت و گاز در زمین منجر شد. سنگ‌های رسوبی مانند سنگ آهک و گچ اساساً از اسکلیت‌های حیوانات آبزی به‌وجود آمدند، که در کف دریاهای کم‌عمق روی‌هم انباشته می‌شدند.

دریاچه‌ی آب، در کواترو سیاناگاس، که در آن سیانو باکتری‌ها تولید اکسیژن می‌کنند.

بدون حیات زمین‌شناسی زمین کاملاً متفاوت بود. تحقیقات برای منشأ پیدایش زمین، شواهدی از اسرار سیر تحول زمین را برملا کرد.

آزمایش‌های بر کریستال‌های نمک در فضا نشان داد که زمین زمانی شکل گرفت، که ذرات مواد معدنی در ابر خاکی خورشید به‌همدیگر چسبیدند. شواهدی از شهاب‌‌سنگ‌ها نشان می‌دهد که زمین چهار میلیارد و پانصد و شصت و هفت میلیون سال پیش متولد شد.

قدیمی‌ترین سنگ‌های زمین ثابت کرده‌اند قاره‌ها و اقیانوس‌ها چهار میلیارد و دویست و هشتاد میلیون سال پیش شروع به پیدایش کردند. وجود آب مایع در شهاب‌سنگ‌ها نشان می‌دهد آب توسط شهاب‌سنگ‌ها در طول میلیاردها سال بمباران شهابی به زمین آورده شد.

سه‌ونیم میلیارد سال پیش یعنی یک میلیارد سال بعد از متولد شدن از ابر خاکی خورشیدی زمین، قاره‌ها و اقیانوس‌ها و اشکال ابتدایی حیات و اکسیژن را در خود داشته است. تولد سیاره‌ای زمین کامل شده بود، صحنه‌ای که میلیاردها سال تحولات زمین‌شناسی آن‌را به‌وجود آورده است. زمین، مکانی که ما امروز در آن زندگی می‌کنیم.[۱]


[] يادداشت‌ها

يادداشت ۱: اين مقاله برای دانش‌نامه‌ی آريانا توسط مهدیزاده کابلی بازنویسی و ارسال شده است.


[] پی‌نوشت‌ها

[۱]- نقش سیانو باكتری‌ها در پیدایش اوزون و هوای زمین، آپارات: ۱۴ اردیبهشت ۱٣۹۵.


[] جُستارهای وابسته




[] سرچشمه‌ها

برگرفته از: چگونگی پیدایش زمین - تولد زمین، برنامه‌ای از شبکه‌ای تلویزیونی جم‌تی‌وی