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

توصلت دراسة جديدة، بقيادة عالم مصري، إلى أن سطح الأرض استقبل أول زخة أمطار بالمياه العذبة لأول مرة منذ حوالي 4 مليارات سنة، أي قبل 500 مليون سنة مما كان يعتقد سابقا.

واستخدم فريق من الباحثين من أستراليا والصين نظائر الأكسجين المحتجزة في المعادن القديمة لتحديد توقيت تقريبي لأول مياه عذبة بللت سطح كوكبنا الوليد.

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 بسبب الحرارة والضغط.

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

يقول الجيولوجي المصري والمؤلف الرئيسي حامد جمال الدين: "من خلال فحص العمر ونظائر الأكسجين في بلورات صغيرة من معدن 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 أستاذا مساعدا في جامعة خليفة، الإمارات العربية المتحدة.
وتقول مجلة theconversation إن الدكتور جمال الدين يستخدم أحدث التقنيات الجيوكيميائية لدراسة الصخور المشتقة من الوشاح على المستويات العالمية والإقليمية والجزئية إلى النانوية. وتسلط 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 تكتونية الصفائح، ودورات الأعمدة الفائقة القارية.

وتساعد أبحاثه على تحسين فهمنا لكيفية عمل نظام الأرض بأكمله وتطوره، بما في ذلك المعرفة المتعلقة بأحداث التمعدن.استخدم جمال الدين وزملاؤه قياس الطيف الكتلي للأيونات الثانوية لتحليل حبيبات الزركون الصغيرة، واستنتاج نظائر الأكسجين التي كانت موجودة في الصهارة التي تشكلت منها البلورات.

تحتوي أحجار الزركون في جاك هيلز على تركيبات "خفيفة للغاية من الناحية النظائرية" لا يمكن تحقيقها 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 المحبوسة دليلا على هطول الأمطار الأولى على الأرض، وتغلغلت في المياه الضحلة لقشرتها المتصلبة حديثا.

يقول جمال الدين: "عادةً ما تكون نظائر الأكسجين الخفيفة هذه نتيجة للمياه العذبة الساخنة التي تغير الصخور على بعد عدة كيلومترات تحت سطح الأرض"، حسب مجلة ساينس ألرت.

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

ويقول عالم الجيولوجيا بجامعة كيرتن والمؤلف المشارك هيوجو أولييروك: "لا يلقي هذا الاكتشاف الضوء على تاريخ الأرض المبكر فحسب، بل يشير أيضًا إلى أن الكتل الأرضية والمياه العذبة مهدت الطريق لازدهار الحياة خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا - أقل من 600 مليون سنة بعد تشكل الكوكب".

كان يُعتقد سابقًا 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 عالم الجيولوجيا جون فالي من جامعة ويسكونسن ماديسون، والذي وصفت ورقته البحثية لعام 2014 الزركون الهاديان بأنها أقدم مادة على الأرض.

وتشير النظرية إلى أنه بعد وقت قصير من تجمع الصخور المنصهرة على الكوكب وتحولها إلى قشرة، كانت الأرض باردة بما يكفي لاستضافة الماء السائل والمحيطات والغلاف المائي.

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

نشر هذا البحث في مجلة Nature Geoscience.