قد تكون الحياة على الأرض بفضل تصادم كوكبي محظوظ

تفتقر الأرض المبكرة إلى ضروريات الحياة حتى أضافها تصادم مع ثيا. هذا الحدث فرصة جعل الحياة ممكنة.

بعد تشكيل النظام الشمسي ، لم يستغرق الأمر أكثر من ثلاثة ملايين سنة حتى ينهي بروتو الأرض تطوير تكوينه الكيميائي ، وفقًا لدراسة جديدة من معهد العلوم الجيولوجية في جامعة برن. ومع ذلك ، في تلك المرحلة ، احتوى الكوكب الشاب على أي من المكونات الرئيسية تقريبًا للحياة ، مثل مركبات الماء أو الكربون. يستنتج الباحثون أن التأثير الكوكبي اللاحق فقط من المحتمل أن يوفر المياه إلى الأرض ، مما يخلق الظروف اللازمة للحياة.

تظل الأرض هي الكوكب الوحيد المعروف لدعم الحياة ، مع كل من الماء السائل وأجواء مستقرة. ومع ذلك ، عندما تشكلت الكوكب ، كانت البيئة بعيدة عن أن تكون صالحة للسكن. احتوت سحابة الغاز والغبار التي أدت إلى النظام الشمسي على عناصر متقلبة ضرورية للحياة ، بما في ذلك الهيدروجين والكربون والكبريت. لكن في النظام الشمسي الداخلي – أين الزئبق ، فينوس، أرض، المريخ، ويقيم حزام الكويكب اليوم – هذه المواد المتقلبة لا يمكن أن تعيش بسهولة.

منعتها حرارة الشمس الشديدة من التكثيف ، تاركينهم إلى حد كبير في حالة غازية. نظرًا لأنهم لم يتم دمجهم في المواد الصخرية التي بنى الكواكب ، فقد انتهى الأمر بقليل من هذه العناصر الحاسمة. فقط الأجسام السماوية التي تتشكل أبعد من الشمس ، في المناطق الأكثر برودة ، يمكنها تجميعها. لا تزال مسألة متى وكيف أصبحت الأرض كوكبًا قادرًا على دعم الحياة دون حل.

إعادة بناء الكيمياء المبكرة للأرض

في دراستهم ، أظهر باحثو برن لأول مرة أن المكياج الكيميائي لـ Proto-Earth تم تأسيسه بالكامل في غضون ثلاث ملايين عام من ولادة النظام الشمسي-ولكن في شكل جعل الحياة مستحيلة. نتائجهم ، المنشورة في تقدم العلوم، أشير إلى أن الحدث اللاحق يجب أن يوفر المكونات المفقودة التي حولت الأرض إلى عالم صالح للسكن.

المؤلف الرئيسي للدراسة هو الدكتور باسكال كروتش ، الذي أكمل العمل كجزء من أطروحته في معهد العلوم الجيولوجية ، بدعم من مؤسسة العلوم الوطنية السويسرية. يستمر الآن الكلية الإمبراطورية لندن.

باستخدام ساعة دقيقة لقياس تاريخ تشكيل الأرض

قام الباحثون بدمج بيانات النظائر مع قياسات عنصرية من كل من النيازك والصخور الأرضية لتتبع كيفية تشكيل الأرض. من خلال حسابات النماذج ، تمكنوا من تحديد الإطار الزمني الذي تبلور فيه التركيب الكيميائي للأرض ومقارنته مع اللبنات الأساسية الأخرى للكواكب.

يوضح Kruttasch: “تم استخدام نظام قياس الوقت عالي الدقة يعتمد على الانحلال المشع للمنغنيز -53 لتحديد العمر الدقيق. كان هذا النظير موجودًا في النظام الشمسي المبكر وتم تحلله إلى Chromium-53 مع نصف عمر حوالي 3.8 مليون عام.” سمحت هذه الطريقة بتحديد العصور مع دقة من أقل من مليون سنة للمواد التي يبلغ عمرها عدة مليارات سنة. يقول المؤلف المشارك كلاوس ميججر ، أستاذ جيولوجي في معهد التوابل الجغرافية في جامعة بيرن: “كانت هذه القياسات ممكنة فقط لأن جامعة برن لديها خبرة معترف بها دوليًا والبنية التحتية لتحليل المواد خارج الأرض وهي رائدة في مجال الكيمياء الجيولوجية النظرية في معهد بيرن في جامعة بيرن.

الحياة على الأرض بفضل صدفة كونية؟

باستخدام حسابات النماذج ، تمكن فريق البحث من إظهار أن التوقيع الكيميائي للأورث البروتو ، أي النمط الفريد للمواد الكيميائية التي يتكون منها ، كان بالفعل على بعد أقل من ثلاثة ملايين سنة من تشكيل النظام الشمسي. وهكذا توفر دراستهم بيانات تجريبية عن وقت تكوين المادة الأصلية للأرض الصغيرة. يقول المؤلف الأول كروتاس: “تشكل نظامنا الشمسي منذ حوالي 4568 مليون عام. بالنظر إلى أن الأمر لا يستغرق سوى 3 ملايين عام لتحديد الخصائص الكيميائية للأرض ، فهذا سريع بشكل مدهش”.

وبالتالي ، فإن نتائج الدراسة تدعم افتراض أن التصادم اللاحق مع كوكب آخر-ثيا-جلبت نقطة التحول الحاسمة وجعلت الأرض كوكبًا صديقًا للحياة. ربما تشكلت ثيا أكثر في النظام الشمسي ، حيث المواد المتطايرة مثل المياه المتراكمة. يقول كروتاس: “بفضل نتائجنا ، نعلم أن بروتو الأرض كان في البداية كوكبًا صخريًا جافًا. لذلك يمكن افتراض أن التصادم هو فقط مع Theia هو الذي جلب عناصر متطايرة إلى الأرض وجعلت الحياة في النهاية ممكنة هناك”.

لا يمكن اعتبار ودية الحياة في الكون أمرا مفروغا منه

تساهم الدراسة الجديدة بشكل كبير في فهمنا للعمليات في المرحلة المبكرة من النظام الشمسي وتوفر أدلة على متى وكيف يمكن أن تتشكل الكواكب التي يمكن أن تتشكل فيها الحياة. يقول Mezger: “لا تدين الأرض بدورة حياتها الحالية لتطوير مستمر ، ولكن على الأرجح لحدث فرصة-التأثير المتأخر لجسم أجنبي غني بالماء. وهذا يوضح أن صديق الحياة في الكون ليس سوى مسألة بالطبع”.

تتمثل الخطوة التالية في التحقيق في حدث التصادم بين Proto-Earth و THEIA بمزيد من التفصيل. “حتى الآن ، فإن حدث التصادم هذا غير مفهوم بشكل كافٍ. هناك حاجة إلى النماذج التي يمكن أن تفسر تمامًا ليس فقط الخصائص الفيزيائية للأرض والقمر ، ولكن أيضًا توقيعاتها الكيميائية وتوقيعات النظير” ، يخلص Kruttasch.

المرجع: “وقت تشكيل خزان البروتو-EARTH واستنزاف العناصر المتطايرة من 53MN-53CR الكرونومتر” بقلم باسكال م. كروتش وكلاوس ميزجر ، 1 أغسطس 2025 ، تقدم العلوم.
doi: 10.1126/sciadv.adw1280

لا تفوت اختراقًا أبدًا: انضم إلى النشرة الإخبارية ScitechDaily.