الأرض

أظهرت دراسة جديدة أن الأرض عندما كانت صغيرة جدًا ، ولدت العديد من القارات  – ثم قامت بابتلاعها جميعًا ولم يتبق إلا قليلا من آثارها .

توصلت هذه الدراسة إلى أن هذه القارات البدائية كانت فترة حياتها قصيرة وكانت قابلة للموت في أي لحظة، ولكنها بذلك مهدت الطريق لقارات صلبة أدت في النهاية إلى ظهور الصفائح التكتونية.

يقول المؤلف الرئيسي فابيو: “توضح نتائجنا أن القارات ظلت ضعيفة وعرضة للتدمير منذ بداية تكوينها، منذ 4.5 إلى ~ 4.0 مليار سنة ، ثم تمايزت تدريجياً وأصبحت صلبة على مدى المليار سنة التالية لتشكل جوهر قاراتنا الحديثة” وقال كابيتانيو ،عالم الأرض بجامعة موناش ، في بيان:

” كانت تلك القارات الحالية مستقرة إلى حد ما لمئات الملايين من السنين لكنها تحركت بعد ذلك بسبب الصفائح التكتونية ، وهي نظرية تحكم حركة قشرة الأرض ، وتشكل أشكالًا مختلفة ، مثل القارة العملاقة القديمة بانجيا التي لا تزال معظم قطع الصخور من قشرتها التي كانت موجودة منذ مئات الملايين من السنين موجودة حتى اليوم لكن لا يُعرف سوى القليل عن القارات التي كانت موجودة في وقت مبكر من تاريخ الأرض.

وللتعمق لمعرفة المزيد عن هذا التاريخ البدائي، استخدم الباحثون أجهزة الكمبيوتر لنمذجة تفاعلات الصخور والصهارة في قشرة الأرض وما بعدها، أظهرت النمذجة أن القارات الأولى تكونت من أجزاء من القشرة العلوية – جزء الكوكب الموجود أسفل القشرة مباشرة – والذي ذاب عند وصوله إلى السطح ثم انطلق عبر المناظر الطبيعية في ثورات بركانية هائلة، في ذلك الوقت ، كان الكوكب يحتفظ بخزان كبير من الحرارة في باطنه.

وقال كابيتانيو: “تسبب إطلاق الحرارة البدائية الداخلية ، التي تراوح بين ثلاث إلى أربع مرات من الحرارة الحالية ، في ذوبان كبير في الوشاح الضحل ، والذي تم بعد ذلك بثقه على شكل صهارة (صخور منصهرة) على سطح الأرض”.

لكن قارات هذه الفترة ، المعروفة باسم Hadean (منذ 4.6 إلى 4.0 مليار سنة) ، كانت ضعيفة وعرضة للتدمير.

تتمتع القارات الحديثة بقوة عالية نسبيًا ، مما يعني أنه من الصعب تمزيقها عن طريق التمدد. لكن قشرة قارات Hadean كانت أكثر سخونة وأرق ، وكانت تقع على غطاء علوي إسفنجي. لذلك ستتشكل صدوع شاسعة بين هذه القارات الجديدة ، وسوف تتسرب الصهارة من خلالها ، وستغطي تلك الصهارة القارات الصغيرة ، مما يتسبب في غرق القارات الصغيرة في القشرة. وفي هذه الأثناء ، كانت قارات جديدة تتشكل من الصهارة فوق تلك المدفونة.

بحلول الوقت الذي بدأ فيه Archean (قبل 4.0 مليار إلى 2.5 مليار سنة) ، وانتهى نهر Hadean ، تم استبدال القشرة التي تشكلت لأول مرة بالكامل تقريبًا ببذور القارات الحديثة.

وجد الباحثون أن تلك القارات الهادية المفقودة جعلت القارات المتأخرة الأكثر استقرارًا ممكنة، إن إعادة امتصاص القارات المبكرة في الأجزاء الضحلة من القشرة جعل تلك المنطقة أكثر تجفيفًا وثباتًا ، مما شكل أساسًا يمكن أن تنمو عليه القارات اللاحقة بأمان.

يمكن أن يشرح هذا السيناريو كيف ظهرت الصفائح التكتونية الحديثة ، التي تعتمد على أساس أكثر ثباتًا وقارات أكثر صلابة من الناحية الهيكلية. يوضح النموذج أيضًا أن بعض قطع تلك القارات المبكرة ستظل مكشوفة على السطح ، وتشكل “جذورًا” مستقرة وسميكة في القشرة، هذه القطع لا تزال موجودة حتى اليوم ، وتعرف باسم كراتون. واحدة من هؤلاء ، Laurentia ، تشكل قلب أمريكا الشمالية وتشمل منطقة تغطي الغرب الأوسط والسهول الكبرى ، بالإضافة إلى الكثير من وسط كندا وغرينلاند.

وكتب الباحثون أن ظهور القارات في نهاية نهر  Hadean  ساهم أيضًا في استخدام الأسمدة التي ستساعد لاحقًا في نشر الحياة على الأرض، تحطمت أجزاء منها ودخلت الغلاف الجوي والمحيطات ، مما وفر العناصر الغذائية اللازمة لأشكال الحياة التي ظهرت قريبًا.

الأرض هي الكوكب الوحيد الذي يدور في مداره شبه الدائري حول الشمس ولكن ماذا لو شاركت مدارها مع كوكب آخر؟

واحدة من أكثر الطرق غرابة التي يمكن من خلالها لكوكبين أن “يدورا في مدار مشترك” ، أو يشتركان في نفس المنطقة حول نجمهم ، هي ما يسمى بمدارات حذوة الفرس، حيث أنه بدلاً من تحرك العالمين في دائرة حول نجم ، يتحرك كل منهما على طول حافة مساره على شكل حذوة فرس إلى حد ما ، مع مواجهة هذين العالمين لبعضهما البعض مثل نصفين من حلقة مكسورة.

قال عالم الفيزياء الفلكية شون ريموند من مختبر الفيزياء الفلكية في بوردو في فرنسا لـ Live Science: “أعتقد أن مدارات حذوة الفرس من بين أكثر التكوينات إثارة للأرض الأخرى … نظرًا لأن الكواكب تشكلت في نفس القرص حول نفس النجم ، ومن المحتمل أن تكون من أشياء مماثلة ، فإن دراسة تطورهما تشبه دراسة حياة التوائم المنفصلين عند الولادة.”

قد تبدو مدارات حذوة الفرس غير مرجحة، ومع ذلك ، فإن أقمار زحل يانوس وإبيميثيوس يسافران في مدارات حدوة حصان على بعد حوالي 93000 ميل (150 ألف كيلومتر) من الكوكب ، خلف الحلقات الرئيسية لزحل، وأقرب نقطة من بعضهم البعض هي حوالي 9300 ميل (15000 كم).

دعونا نتخيل كيف يمكن أن تبدو مدارات حدوة الحصان مع زوج من عوالم بحجم الأرض في المنطقة الصالحة للسكن للشمس – المنطقة المحيطة بالنجم معتدلة بدرجة كافية لبقاء الماء السائل على سطح الكوكب، دعونا نسمي هذين العالمين Terra و Tellus ، وكلاهما من الكلمات اللاتينية لكلمة “Earth”.

في أقرب نهج ممكن من بعضهما البعض ، سيكون Terra و Tellus ضمن حوالي 4 ٪ إلى 5 ٪ من الوحدة الفلكية (AU) ، متوسط ​​المسافة بين الأرض والشمس (حوالي 93 مليون ميل ، أو 150 مليون كيلومتر) ، وقال ريموند إنه عند هذه المسافة ، سيبدو كل منهما كبيرًا مع الآخر مثل ربع إلى خمس قطر البدر، بعد ذلك ، سيتراجعون ببطء بعيدًا عن بعضهم البعض حتى يختفي أحدهم عن الأنظار خلف الشمس.

وقال ريموند: “سيكون من الرائع رؤية رفيق  حذوة الفرس ينمو في السماء ليصبح مصدرًا مهيمنًا للضوء”.

تعتمد طول دورات الاقتراب والمغادرة هذه على عرض مدارات حذوة الفرس، بالنسبة إلى Terra و Tellus ، ستمتد مدارات حذوة الفرس من حوالي 0.995 AU إلى حوالي 1.005 AU ، لذلك سيستغرق الأمر حوالي 33 عامًا بين المواجهات القريبة.وتمت الإشارة إلى  أن التحولات الصغيرة في المسافة من الشمس قد تعني على الأرجح أن مناخات Terra و Tellus لن تتغير كثيرًا لأنها تنتقل بين جوانب مدارات حذوة الفرس.

كيف يمكن أن تكون الحياة على Terra و Tellus؟ من الممكن أن تكون هناك منافسات وشراكات بين الكواكب ، بما في ذلك الحروب وقصص الحب عبر النجوم، قد يتخيل المرء أيضًا أنه قبل وقت طويل من إطلاق البعثات لبعضها البعض ، قد تنخرط هذه العوالم في علاقات صداقة بالمراسلة بعيدة المدى عبر الراديو.

“حتى لو كان حدثًا واحدًا في المليون ، فإنه لا يزال يترك الكثير من الكواكب الأرضية المحتملة على شكل حذوة فرس بين مئات المليارات من النجوم في المجرة”.