حیات در زمین چگونه شکل گرفت؟

به احتمال بسیار زیاد چرخش زمین تازه متولد شده به کنترل تکامل و گسترش اقیانوس ماگمایی که در سطح زمین وجود داشت کمک کرده است. کشف چگونگی گسترش اقیانوس های ماگما در سطح کره زمین طی سالیان مختلف از زمان تشکیل آن می تواند کمک قابل توجهی به فهم چگونگی عملکرد صفحات تکتونیکی زمین (صفحات سنگی زمین که علت اصلی بوجود آمدن زمین لرزه ها و آتش فشان های مختلف است) کند.

محاسبات پیشین نشان می دهند زمین در گذشته دارای بیش از یک اقیانوس ماگما یا سنگ های مذاب در سطح خود بوده است. به عنوان مثال مطابق نتایج بدست آمده از تحقیقات پیشین بعد از برخورد سنگی با اندازه ای در حدود اندازه سیاره مریخ به زمین در حدود 4.5 میلیارد سال پیش , زمین اقیانوسی با 1000 کیلومتر عمق از ماگما داشته است.

درک چگونگی کریستالی شدن سنگ های مذاب کره زمین کمک شایانی به فهم اولین نقطه شکل گیری قطب های کره زمین خواهد کرد , عاملی که زمین را از کره ای بی جان به مکانی قابل زندگی تبدیل کرده است. علاوه بر این به گفته کریستین ماس، زمین شناس دانشگاه مانستر آلمان، کریستالی شدن اقیانوس ماگما شرایط اولیه برای بوجود آمدن صفحات پلیت تکتونیکی زمین را فراهم ساخته است.

تحقیقات پیشین که با هدف تشخیص و شناخت اثرات چرخش زمین آغاز شده بود زمانی که موضوع آن وارد چگونگی گسترش اقیانوس ماگما شد شکست خورد. هم اکنون محققان دریافته اند که چرخش زمین به دور خود به احتمال بسیار زیاد روی کریستالی شدن سنگ ها اثر گذار بوده است.

اثرات چرخش یقینا تاثیر مهم و تعیین کننده ای روی فعل و انفعالات اقیانوس ماگما گذاشته و باعث تغییر سرنوشت کره زمین شده است.

زمین تازه متولد شده از زمینی که ما هم اکنون بر روی آن در حال زندگی کردن هستیم بسیار سریع تر به دور خود می چرخید و روزها تنها 2 الی 5 ساعت به طول می انجامید در حالی که هم اکنون 24 ساعت طول خواهد کشید تا یک روز سپری شود. علاوه بر این کره زمین بسیار داغ تر بود و همین مطلب خاصیت ویسکوزیته ماگما را نیز کمتر ساخته بود که در نتیجه آن زمین راحت تر حول محور خود می چرخید (درست همان گونه که شیر سریع تر از عسل در داخل همزن می چرخد).

محققان با ساخت و بهبود مدلی کامپیوتری از شرایط ابتدایی زمین چگونگی اثرات چرخش بر روی اقیانوس ماگما را در طول زمان مورد بررسی قرار دادند. آن ها دریافتند که چگونه چرخش بر روی نحوه کریستالی شدن سنگ های سیلیکونی که به سیلیکات ها معروف هستند اثر داشته اند. گفتنی است که سیلیکات ها از عناصر ابتدایی و سازنده ماگما هستند.

زمانی که مدل هیچ گونه چرخشی ندارد کریستال های سنگین سیلیکات ها در اعماق اقیانوس ماگما ته نشین می شوند و کریستال های سبک تر در روی سطح قرار می گیرند , اتفاقی که کاملا قابل پیش بینی بود.اگر چه زمانی که مدل در حال چرخش باشد نیروی چرخشی وارد بر کریستال ها آن ها را وادار می سازد تا در میانه های مدل رفتار متفاوتی نسبت به قطب های آن تجربه کنند. در قطب ها کریستال های سنگین تر ته نشین می شوند در حالی که کریستال های سبک تر بر روی آن ها قرار خواهند گرفت. اما در میانه های مدل کریستال های سنگین تر در وسط عمق جمع شده در حالی که کریستال های سبک تر در عمق ته نشین می شوند.

به گفته ماس جالب ترین نتیجه تحقیقات تفاوت رفتار کریستال ها در قطب ها و در میانه های مدل بود.

کریستال ها به علت اثری به نام اثر کوریولیس دقیقا همانند نقاط میانی عمل خواهند کرد. زمانی که سیاره ای به دور خود می چرخد با توجه به اینکه سطح یا نقاط درونی آن روی مسیرهای منحنی واری حرکت کنند ،درجه ای که الگوها و پروفیل های باد همانند هاریکن ها طبق آن حرکت می کنند تغییر خواهد کرد.

اثرات چرخش یقینا تاثیر مهم و تعیین کننده ای روی فعل و انفعالات اقیانوس ماگما گذاشته و باعث تغییر سرنوشت کره زمین شده است. 

به گفته ماس در نقاط میانی اثر کوریولیس بر خلاف جهت جاذبه عمل می کند و مسیر کریستال ها را عوض خواهد کرد. هر چه ذرات سنگین تر باشند نیروی کوریولیس روی آن ها بیشتر بوده و به علت همین امر در حالی که کریستال های سبک تر ته نشین می شوند , کریستال های سنگین تر در نواحی میانی قرار می گیرند.

ماس در این زمینه میگوید : در تحقیقات انجام شده قطب ها و نواحی میانی به طور جداگانه مدل شده اند. وی می افزاید : قدم بعدی در این تحقیقات شبیه سازی کامل اقیانوس ماگما شامل قطب ها , نواحی میانی و نقاط بین آن ها است. اما حتی انجام چنین کاری برای کامپیوترهای امروزی نیز چندین ماه به طول خواهد انجامید.

در نهایت این تحقیقات چگونگی کریستالی شدن اقیانوس ماگما و نحوه تشکیل صفحات تکتونیک را آشکار خواهد ساخت.

 

مترجم: مهران پرویزی

 

No tags for this post.