اخبار

مواد معدنی باستانی به کاوش اتمسفر اولیه زمین کمک می رساند

در اولین مطالعه از این نوع, دانشمندان از قدیمی ترین مواد معدنی روی زمین برای بازسازی ترکیبات اتمسفر زمین در 500 میلیون سال پس از تشکیل زمین استفاده کردند و به این مساله دست یافتند که ویژگی هایش بیشتر شبیه ویژگی های اتمسفر امروزی بوده تا اتمسفر قبل از آن.
 نظر غالب در مورد زمین باستان این بوده که اتمسفر با نوکسیوس متان, کربن مونواکسید, سولفات هیدروژن و آمونیاک پوشیده شده بود. و شرایط استوار اکسیدی زمانی شروع شد که زمین فقط در نیمه عمر فعلی خود بود, یعنی زمانی که 2.3 میلیارد سال عمر داشت.
  به گفته بروس واتسون از مرکز آستروبیولوژی نیویورک در موئسسه پولی تکنیک رنسلار, یکی از مولفان نتایج جدید در شماره اول دسامبر نشریه "طبیعت": این امر همیشه قابل فهم بوده که شرایط روی زمین در ابتدا به خاطر اخلاط مواد سیلیکاتی(که عمدتا جبه را به وجود آورده) و عنصر آهن که هسته را به وجود آورده بسیار کاهنده بوده است. وجود عنصر آهن نشانگر شرایط کاهنده و در نتیجه گاز های کاهش یافته ای چون متان, هیدروژن سولفات و آمونیاک است. دانشمندان از واژه "کاهش یافته" برای توصیف شرایطی با اکسیژن محدود استفاده می کنند.
  واتسون و همکارانش اکنون این فرض را با اثبات این امر که اتمسفر اولیه با ترکیبات پر اکسیژن تری که در اتمسفر کنونی یافت می شوند مثل آب, دی اکسید کربن و دی اکسید گوگرد پر شده بوده  کاملا تغییر دادند.
   با رد این نظریه که اتمسفر زمین توسط گاز های به وجود آمده از فعالیت های آتشفشانی, تیم تحقیقاتی, شرایط ایجاد گدازه های آتشفشانی را در آزمایشگاه بازسازی کردند تا بفهمند که چه گاز هایی در ماگما تشکیل دهنده اتمسفر وجود دارد. همانطور که ماگا به داخل زمین فرو می رود می تواند یا فوران کنند و یا در زیر زمین منجمد شوند. عملیات های تحقیقاتی در زمینه شرایط مغناطیسی زمین باستان با وجود این امر که زمین مدام در حال بازیابی پوسته اش است سخت تر شده است. برای این بازیابی شواهدی در نیم میلیارد سال اول تاریخ زمین موجود است. هرچند که زیرکون تنها ماده معدنی باقی مانده از این دوره 4 میلیارد ساله عمر زمین است می توان از آن به عنوان پنجره ای رو به گذشته استفاده کرد.
 واتسون اضافه می کند: ما از یک فیلتر که به شکل بخشی از عناصر کمیاب زمین به نام سریم در مقابل فشار اکسیژن استفاده می کنیم. سریم یک نمونه مفید از تعادل اکسیژنی است که به خاطر این است که می توان آن را در دو حالت احتراق, بسته به فشار اکسیژن در سامانه یافت." نرخ سریم در زیرکون همان است که در آزمایشگاه به عنوان یکی از عملکردهای فشار اکسیژن اندازه گیری شده سپس در زیرکونهای باستانی به کاربرده شد.
  واتسون افزود:این مطالعه یک مقدار تکامل یافته از سریم اکسیده شده را یافتند. این به این معنی است که گازهای آتشفشانی زمین باستان به همین طریق اکسیده شده بودند, درست مثل آن گازهایی که امروزه از آتشفشان ها پخش می شوند. هرچند که این نتایج بر میزان زیاد اکسیژن در اتمسفر اولیه زمین دلالت نمی کند. زمان بسیار زیادی- چیزی در حدود 1.5 میلیارد سال- طول کشید تا به وضعیت امروزی رسید.
  از آنجایی که اتمسفر اکسیده شده را نمی توان به عنوان یک نقطه شروع زندگی خوب قبول داشت. متان و همتا های اکسیژنی ضعیفش یک سنگ بنای بهتری برای کانی ها و آمینو اسید ها و DNA می سازند. نتایج تازه اشاراتی دارد به فهم اینکه دقیقا چطور و کی  زندگی بر روی این سیاره شروع شد و آیا مواد اصلی زندگی در واقع از جای دیگری از جهان آمده است یا خیر؟    

  منبع:www.astronomy-education.com