بينما يحاول علماء الفلك معرفة الكواكب التي يجدونها صالحة للسكن ، هناك مجموعة من الأشياء التي يجب مراعاتها. ما مدى قربهم من نجمهم الأصلي؟ مما تتكون أجواءهم؟ وبمجرد اكتشاف هذه الإجابات ، إليك شيء آخر نتساءل عنه: كم عدد المعادن الموجودة على سطح الكوكب؟
في حديث اليوم ، أوجز معهد كارنيجي روبرت هيزن من واشنطن نتائجه التي تظهر أن ثلثي المعادن على الأرض يمكن أن تكون قد نشأت من الحياة نفسها. هذا المفهوم ليس جديدًا - فقد نشر هو وفريقه لأول مرة في عام 2008 - لكن النتائج التي توصل إليها جاءت قبل وفرة الكواكب الخارجية التي اكتشفها تلسكوب كيبلر الفضائي.
نظرًا لمعرفة المزيد من المعلومات حول هذه العوالم البعيدة ، سيكون من المثير للاهتمام معرفة ما إذا كان من الممكن تطبيق النتائج التي توصل إليها - إذا تمكنا من اكتشاف المعادن من بعيد في المقام الأول.
قال هيزن للمندوبين في "هابيتل وورلدز عبر الزمن والفضاء" ، ندوة الربيع: "نحن نعيش على كوكب رائع الجمال ، وعندما تنظر إليه من قرب القمر ، ترى ما هو واضح كوكب ديناميكي للغاية". من معهد علوم تلسكوب الفضاء الذي يتم بثه عبر الإنترنت هذا الأسبوع (28 أبريل - 1 مايو).
كانت وجهة نظره أن الكواكب لا تبدأ بالضرورة بهذه الطريقة ، لكنه قال في حديثه إنه سيدعو إلى التعليقات والأسئلة حول عمله للعمليات البديلة. يعتقد فريقه أن المعادن والحياة تطورت بشكل مشترك: أصبحت الحياة أكثر تعقيدًا وزاد عدد المعادن بمرور الوقت.
كان المعدن الأول في الكون هو الماس ، الذي تم تشكيله في المستعرات الأعظمية. هذه الانفجارات النجمية هي المكان الذي تم فيه إنشاء العناصر الأثقل في الكون ، مما يجعل الكون أكثر ثراء من حساءه الأولي للهيدروجين والهيليوم.
قال هيزن ، في الواقع ، هناك 10 عناصر كانت أساسية في تكوين الأرض ، بالإضافة إلى الكواكب الأخرى في نظامنا الشمسي (مما يعني أيضًا أنه من المفترض أنها ستنطبق على الكواكب الخارجية). كانت هذه هي الكربون والنيتروجين والأكسجين والمغنيسيوم والسيليكون والكربون والتيتانيوم والحديد والنيتروجين ، والتي شكلت حوالي اثني عشر من المعادن في أوائل الأرض.
إليك الأمر ، مع ذلك. يوجد اليوم أكثر من 4900 معدن على الأرض تتكون من 72 عنصرًا أساسيًا. تغيير كبير.
تقترح مجموعة هيزن 10 مراحل للتطور:
- معادن الكوندريت الأولية (قبل 4.56 مليار سنة) - ما كان موجودًا حول السديم الشمسي الذي شكل نظامنا الشمسي يبرد. 60 نوعًا من المعادن في هذا الوقت.
- تغيرت الكواكب - أو الكواكب الأولية - بالتأثيرات (4.56 BYA إلى 4.55 BYA). هنا نشأت الفلسبار والميكا والطين والكوارتز. 250 نوع من المعادن.
- تشكيل الكوكب (4.55 BYA إلى 3.5 BYA). على كوكب "جاف" مثل عطارد ، توقف التطور عند حوالي 300 نوع من المعادن ، في حين أن الكواكب "الرطبة" مثل المريخ كانت ستشهد حوالي 420 نوعًا معدنيًا تشمل الهيدروكسيدات والطين الناتج من عمليات مثل البراكين والجليد.
- تشكيل الجرانيت (أكثر من 3.5 BYA). 1000 نوع من المعادن بما في ذلك البريل والتانتاليت.
- تكتونية الصفائح (أكثر من 3 BYA). 1500 نوع من المعادن. الزيادات الناتجة عن التغييرات مثل الأنواع الجديدة من البراكين والتغيرات المتحولة عالية الضغط داخل الأرض.
قال هيزن إن هذه المراحل المذكورة أعلاه هي أبعد ما يمكن أن تصل إليه على كوكب بدون حياة. أما بالنسبة للمراحل المتبقية على الأرض فهي هنا:
- المحيط الحيوي غير المؤكسد (4 إلى 2.5 BYA) ، مرة أخرى مع حوالي 1500 نوع معدني موجود في الغلاف الجوي المبكر. هنا كان ظهور الكريات الحميدة ، أو الحياة التي تحصل على الطاقة من المركبات غير العضوية المؤكسدة.
- أكسدة العصر الحجري القديم (2.5 إلى 1.5 BYA) - ارتفاع كبير في الأنواع المعدنية إلى 4500 حيث يصبح الأكسجين لاعبًا مهيمنًا في الغلاف الجوي. وقال هيزن "نحاول أن نفهم ما إذا كان هذا صحيحًا حقًا لكل كوكب آخر ، أو إذا كانت هناك مسارات بديلة".
وكانت المراحل الثلاث الأخيرة حتى يومنا هذا هي ظهور محيطات كبيرة ، وعصر جليدي عالمي ، ثم (في 540 مليون سنة تقريبًا) تمعدن حيوي أو عملية الكائنات الحية التي تنتج المعادن. تضمنت هذه المرحلة الأخيرة تنمية جذور الأشجار ، مما أدى إلى أنواع مثل الفطريات والميكروبات والديدان.
وتجدر الإشارة هنا إلى أن الأكسجين لا يشير بالضرورة إلى وجود حياة معقدة. ومع ذلك ، أشار زميل المتحدث ديفيد كاتلينج من جامعة واشنطن ، إلى أن الأكسجين ارتفع في الغلاف الجوي منذ حوالي 2.4 مليار سنة ، تزامنًا مع ظهور الحياة المعقدة.
وأشار إلى أن الحيوانات كما نفهمها يمكن أن تكون "مستحيلة لمعظم تاريخ الأرض لأنها لا تستطيع التنفس". ولكن ستكون هناك حاجة إلى مزيد من الدراسة حول هذه النقطة. بعد كل شيء ، وجدنا الحياة فقط على كوكب واحد: الأرض.
يستمر مؤتمر STSCI حتى 1 مايو ؛ يمكنك رؤية جدول الأعمال هنا.
