تم الكشف عن الصخور القديمة عندما بدأت حركة الصفائح التكتونية للأرض


طور Tusch و Münker طريقة جديدة قوية لاستخراج بقايا التنغستن من الصخور القديمة. ثم ذهبوا للبحث عن الصخور.

قاموا أولاً بتحليل الصخور القديمة التي تم جمعها في منطقة Isua في غرب جرينلاند. أمضى Tusch 11 شهرًا في تحليل العينات ، لكنه في النهاية كان كانت بيانات التنغستن 182 مسطحة، دون اختلافات كبيرة بين العينات. افترض الباحثون أن صخور جرينلاند قد تشوهت وارتفعت درجة حرارتها في تاريخهم ، مزجوا معلوماتهم الجيوكيميائية.

كانوا بحاجة إلى صخور أفضل ، لذلك توجهوا إلى بيلبارا ، أستراليا الغربية. قال مونكر: “إنها تحتوي على بعض أفضل الصخور القديمة المحفوظة على هذا الكوكب”. “لم يشهدوا ارتفاعًا في درجات الحرارة مقارنة بصخور مماثلة من تلك الحقبة.”

قال توش: “كنت أتطلع حقًا إلى العثور على عينات لا تظهر نفس القيمة مرارًا وتكرارًا”.

يسترشد بالمؤلف المشارك مارتن فان كرانيندونك من جامعة نيو ساوث ويلز ، عبر الفريق المناطق النائية في شاحنات صالحة لجميع التضاريس ، وقاموا بزيارة النتوءات الصدئة الحمراء حيث تحاكي الصخور البركانية والنباتات القديمة: شجيرات سبينيفكس على النتوءات هي جزء من السيليكا ، مما يجعلها شائكة وغير صالحة للأكل لكل شيء ما عدا النمل الأبيض. لقد أطلقوا وعدًا بنصف طن من الصخور والحمم البركانية التي تشكلت قبل 2.7 مليار و 3.5 مليار سنة.

لتحليل علاقات نظائر التنجستن بالصخور القديمة ، استخرج الجيولوجيون التنغستن وتنقيته باستخدام عملية تسمى كروماتوغرافيا التبادل الأيوني. يتم شحن عينة من الصخور المذابة في محلول حمضي ، مما يؤدي إلى الفصل الرأسي للعناصر المختلفة.بإذن من جوناس توش

بالعودة إلى ألمانيا ، بدأ Tusch العمل. استخدم منشارًا صخريًا لإدخال الصخور الطازجة داخل كل عينة ، ثم صقل بضع شرائح حتى نصف عرض شعرة الإنسان لجعلها شفافة للفحص المجهري. قام بسحق الباقي وركز التنجستن ، ثم قام بتحليل نسب نظائر التنجستن على مطياف الكتلة.

على مدار عامين تقريبًا ، انفجرت النتائج. هذه المرة لم تكن النسب النظيرية ثابتة. وعلق توش قائلاً: “كان من الرائع رؤيته”.

بدأت تركيزات التنجستن 182 في الارتفاع في الصخور التي تشكلت قبل 3.3 مليار سنة ، مما يدل على أن الوشاح لم يكن مختلطًا بعد. ثم تراجعت القيم لأكثر من 200 مليون سنة حتى وصلت إلى المستويات الحديثة قبل 3.1 مليار سنة. يعكس هذا الانخفاض تخفيف إشارة التنغستن 182 القديمة عندما بدأ الوشاح تحت Pilbara في الاختلاط. يوضح هذا الخليط أن الصفائح التكتونية قد بدأت.

سوف تتحول الأرض بسرعة من واحدة عالم الماء مليئة بالجزر البركانية الشبيهة بأيسلندا في عالم من القارات بالجبال والأنهار والسهول الفيضية والبحيرات الضحلة والبحار.

عالم جديد مصنوع من أجل الحياة

يساعد تاريخ البدء منذ حوالي 3.2 مليار سنة في توضيح كيفية تأثير الصفائح التكتونية على الحياة على الأرض.

بدأت الحياة قبل ذلك ، منذ أكثر من 3.9 مليار سنة، وكان يصنع أكوامًا صغيرة من الرواسب في بيلبارا تسمى ستروماتوليتس منذ 3488 مليون سنة. يوضح هذا أن الصفائح التكتونية ليست شرطًا أساسيًا للحياة في أبسط مستوياتها. ومع ذلك ، ربما ليس من قبيل المصادفة حياة متنوعة بنفس الطريقة التي بدأت بها الصفائح التكتونية.

مع الصفائح التكتونية ، ظهرت بحار وبحيرات مضاءة بنور الشمس ، مخصبة بالعناصر المغذية من الصخور القارية. تطورت البكتيريا في هذه البيئات لتجمع ضوء الشمس من خلال عملية التمثيل الضوئي ، توليد الأكسجين.

يُظهر السجل الأحفوري انفجارًا في الحياة الحيوانية المعقدة والمتنوعة التي يعود تاريخها إلى حوالي 540 مليون سنة. واحدة من أكثر المخلوقات وفرة ومبدعة في ذلك الوقت كانت ثلاثية الفصوص ، وهي حيوان مدرع ازدهر لعشرات الملايين من السنين. في الصورة ، أحفورة ثلاثية الفصوص Elrathia kingii.بإذن من Micha L. Rieser

لمدة نصف مليون سنة أخرى ، ظل هذا الأكسجين بالكاد في السماء ، ويرجع ذلك جزئيًا إلى تفاعله الفوري مع الحديد والمواد الكيميائية الأخرى. بالإضافة إلى ذلك ، يتم معادلة جميع جزيئات الأكسجين المتولدة في عملية التمثيل الضوئي بواسطة ذرة كربون ، والتي يتم إعادة تجميعها بسهولة في ثاني أكسيد الكربون بدون زيادة صافي الأكسجين في الغلاف الجوي ما لم يتم دفن الكربون.

لكن شيئًا فشيئًا ، وفرت الصفائح التكتونية التربة والرواسب لدفن المزيد والمزيد من الكربون (على الرغم من ذلك أيضًا توفير الكثير من الفوسفور لتحفيز البكتيريا الضوئية). انتهى الغلاف الجوي بالأكسجين قبل 2.4 مليار سنة.

شكل الأكسجين الكوكب لظهور النباتات والحيوانات وكل شيء آخر تقريبًا مع التمثيل الغذائي القائم على الأكسجين. تتطلب الحياة الأكبر والأكثر تعقيدًا من الميكروبات مزيدًا من الطاقة ويمكن للكائنات الحية أن تنتج قدرًا أكبر بكثير من الجزيء الحيوي الذي يحمل طاقة تسمى ATP مع الأكسجين أكثر مما يمكنها بدونه. قال: “الأكسجين مهم حقًا لما نعتقد أنه حياة معقدة” أثينا إيستر من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا.

Add a Comment

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *