من جحيم منصهر إلى كوكب أزرق.. معدن واحد غيّر مصير الأرض
نيسان ـ نشر في 2025-12-26 الساعة 12:40
نيسان ـ قبل حوالي 4.6 مليارات سنة، لم تكن الأرض مثل ما هي عليه اليوم، فكانت كالجحيم المنصهر، ورغم ذلك احتجزت المياه بأمان عن طريق معدن البريدجمانيت الموجود في أعماق الوشاح القادر على تخزين كميات من المياه في درجات حرارة عالية تفوق ما كان يُعتقد سابقاً.
تغطي اليوم المحيطات حوالي 70% من سطح الأرض، ولطالما حيّرت كيفية تمكّن الماء من الصمود خلال الانتقال من هذه المرحلة المنصهرة المبكرة إلى كوكب صلب إلى حد كبير العلماء، ودفعت عقودًا من البحث وفق ديلي ساينس.
الماء المختبئ في أعماق الكوكب
قدمت دراسة حديثة بقيادة البروفيسور تشي شيو دو من معهد قوانغتشو للكيمياء الجيولوجية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (GIGCAS) تفسيراً جديداً.
فقد وجد الفريق أن كميات كبيرة من الماء ربما تكون قد خُزنت في أعماق وشاح الأرض أثناء تبريده وتبلوره من الصخور المنصهرة.
نُشرت الدراسة في مجلة ساينس، وأظهر الباحثون أن معدن البريدجمانيت، وهو أكثر المعادن وفرةً في وشاح الأرض، يُمكن أن يعمل كـ"حاوية مياه" مجهرية، وقد تكون هذه الخاصية قد سمحت للأرض في بداياتها باحتجاز كميات كبيرة من الماء تحت سطحها أثناء تصلبها.
ووفقاً للفريق، ربما لعب هذا الخزان المبكر من المياه دوراً رئيسياً في تحول الأرض من عالم عدائي وناري إلى عالم قادر على دعم الحياة.
اختبار تخزين المياه في ظل ظروف قاسية
أشارت تجارب سابقة إلى أن معدن البريدجمانيت لا يستطيع الاحتفاظ إلا بكميات ضئيلة من الماء، إلا أن تلك الدراسات أُجريت في درجات حرارة منخفضة نسبياً، ولإعادة النظر في هذه المسألة، كان على الباحثين التغلب على عقبتين رئيسيتين: الأولى، إعادة خلق الضغوط ودرجات الحرارة الشديدة الموجودة على عمق يزيد على 660 كيلومترًا تحت سطح الأرض؛ والثانية، الكشف عن آثار ضئيلة للغاية من الماء في عينات معدنية، بعضها أرق من عُشر سُمك شعرة الإنسان، وتحتوي على بضع مئات من الأجزاء في المليون فقط من الماء.
قام الفريق ببناء نظام خلية سندان ماسية مُدمج مع التسخين بالليزر والتصوير الحراري عالي الحرارة. وقد مكّنهم هذا الإعداد المُصمم خصيصًا من رفع درجات الحرارة إلى حوالي 4100 درجة مئوية، ومن خلال محاكاة ظروف الوشاح العميق وقياس درجات حرارة التوازن بدقة، تمكّن الباحثون من استكشاف كيفية تأثير الحرارة على امتصاص المعادن للماء
كشفت التجارب أن قدرة البريدجمانيت على احتجاز الماء، والمقاسة بمعامل توزيع الماء، تزداد بشكل حاد مع ارتفاع درجات الحرارة، خلال أشد مراحل محيط الصهارة حرارةً على الأرض، ربما يكون البريدجمانيت المتشكل حديثًا قد خزّن كميات من الماء تفوق بكثير ما كان يعتقده العلماء سابقًا. هذا الاكتشاف يُشكك في الافتراض السائد منذ زمن طويل بأن الوشاح السفلي جاف تماماً تقريباً.
كيف أثرت المياه العميقة على تطور الأرض؟
لم تبق هذه المياه المخزنة في أعماق الأرض حبيسة فحسب، بل عملت كـ"مادة تشحيم" لمحركها الداخلي.
من خلال خفض درجة انصهار ولزوجة صخور الوشاح، ساعدت هذه المياه في دفع الدوران الداخلي وحركة الصفائح، مما منح الكوكب طاقة جيولوجية طويلة الأمد.
على مدى فترات زمنية طويلة، ساهمت هذه العملية في تكوين الغلاف الجوي والمحيطات الأولى للأرض.
ويشير الباحثون إلى أن هذه "الشرارة المائية" المدفونة ربما كانت عاملاً حاسماً في تحويل الأرض من جحيم منصهر إلى الكوكب الأزرق الصالح للحياة الذي نعرفه اليوم.
تغطي اليوم المحيطات حوالي 70% من سطح الأرض، ولطالما حيّرت كيفية تمكّن الماء من الصمود خلال الانتقال من هذه المرحلة المنصهرة المبكرة إلى كوكب صلب إلى حد كبير العلماء، ودفعت عقودًا من البحث وفق ديلي ساينس.
الماء المختبئ في أعماق الكوكب
قدمت دراسة حديثة بقيادة البروفيسور تشي شيو دو من معهد قوانغتشو للكيمياء الجيولوجية التابع للأكاديمية الصينية للعلوم (GIGCAS) تفسيراً جديداً.
فقد وجد الفريق أن كميات كبيرة من الماء ربما تكون قد خُزنت في أعماق وشاح الأرض أثناء تبريده وتبلوره من الصخور المنصهرة.
نُشرت الدراسة في مجلة ساينس، وأظهر الباحثون أن معدن البريدجمانيت، وهو أكثر المعادن وفرةً في وشاح الأرض، يُمكن أن يعمل كـ"حاوية مياه" مجهرية، وقد تكون هذه الخاصية قد سمحت للأرض في بداياتها باحتجاز كميات كبيرة من الماء تحت سطحها أثناء تصلبها.
ووفقاً للفريق، ربما لعب هذا الخزان المبكر من المياه دوراً رئيسياً في تحول الأرض من عالم عدائي وناري إلى عالم قادر على دعم الحياة.
اختبار تخزين المياه في ظل ظروف قاسية
أشارت تجارب سابقة إلى أن معدن البريدجمانيت لا يستطيع الاحتفاظ إلا بكميات ضئيلة من الماء، إلا أن تلك الدراسات أُجريت في درجات حرارة منخفضة نسبياً، ولإعادة النظر في هذه المسألة، كان على الباحثين التغلب على عقبتين رئيسيتين: الأولى، إعادة خلق الضغوط ودرجات الحرارة الشديدة الموجودة على عمق يزيد على 660 كيلومترًا تحت سطح الأرض؛ والثانية، الكشف عن آثار ضئيلة للغاية من الماء في عينات معدنية، بعضها أرق من عُشر سُمك شعرة الإنسان، وتحتوي على بضع مئات من الأجزاء في المليون فقط من الماء.
قام الفريق ببناء نظام خلية سندان ماسية مُدمج مع التسخين بالليزر والتصوير الحراري عالي الحرارة. وقد مكّنهم هذا الإعداد المُصمم خصيصًا من رفع درجات الحرارة إلى حوالي 4100 درجة مئوية، ومن خلال محاكاة ظروف الوشاح العميق وقياس درجات حرارة التوازن بدقة، تمكّن الباحثون من استكشاف كيفية تأثير الحرارة على امتصاص المعادن للماء
كشفت التجارب أن قدرة البريدجمانيت على احتجاز الماء، والمقاسة بمعامل توزيع الماء، تزداد بشكل حاد مع ارتفاع درجات الحرارة، خلال أشد مراحل محيط الصهارة حرارةً على الأرض، ربما يكون البريدجمانيت المتشكل حديثًا قد خزّن كميات من الماء تفوق بكثير ما كان يعتقده العلماء سابقًا. هذا الاكتشاف يُشكك في الافتراض السائد منذ زمن طويل بأن الوشاح السفلي جاف تماماً تقريباً.
كيف أثرت المياه العميقة على تطور الأرض؟
لم تبق هذه المياه المخزنة في أعماق الأرض حبيسة فحسب، بل عملت كـ"مادة تشحيم" لمحركها الداخلي.
من خلال خفض درجة انصهار ولزوجة صخور الوشاح، ساعدت هذه المياه في دفع الدوران الداخلي وحركة الصفائح، مما منح الكوكب طاقة جيولوجية طويلة الأمد.
على مدى فترات زمنية طويلة، ساهمت هذه العملية في تكوين الغلاف الجوي والمحيطات الأولى للأرض.
ويشير الباحثون إلى أن هذه "الشرارة المائية" المدفونة ربما كانت عاملاً حاسماً في تحويل الأرض من جحيم منصهر إلى الكوكب الأزرق الصالح للحياة الذي نعرفه اليوم.
