دانش و فناوری زندگی

پیدایش حیات: برخورد آب به آهن در اعماق زمین ۲.۵ میلیارد سال پیش؟

آیا برخورد آب به آهن در اعماق زمین، موجب ایجاد حیات شد؟

بر اساس تحقیقات اخیر، منبع آهن پُر از اکسیژن که بین هسته و گوشته زمین قرار دارد ممکن است نقش اساسی در پیدایش حیات و تاریخ زمین داشته، که شامل پیدایش قاره­‌های بزرگ، ایجاد تغییرات اساسی در آب و هوا، و به­‌وجود آمدن زندگی روی زمین شده است.

گروه تحقیقات شامل دانشمندانی از مرکز علوم فشارِ زیاد دانشگاه استنفورد و مرکز تحقیقات تکنولوژی پیشرفته از چین، و دانشگاه شیکاگو در مورد واکنش شیمیایی بین آب و آهن در دما و فشار فوق­‌العاده زیادِ مرز بین هسته و گوشته زمین تحقیق کردند.

هنگامی که جابه‌­جایی صفحات زمین، آب دارای مواد معدنی را به اندازه کافی به اعماق زمین برده تا به هسته آهنی زمین برسد، شرایط به­‌وجود آمده باعث می­‌شود آهن اتم­‌های اکسیژن موجود در مولوکول­‌های آب را جذب کرده و اتم­‌های هیدروژن را آزاد می‌­کند. هیدروژن به سمت پوسته زمین حرکت کرده، اما اکسیژن در کریستال­‌های اُکسید آهن به دام افتاده، که تنها تحت چنین فشار و دمای بالایی اکسیژن می­‌تواند وجود داشته باشد.

آیا برخورد آب به آهن در اعماق زمین، موجب پیدایش حیات شد؟

با استفاده از محاسبات نظری و نمونه‌­های آزمایشگاهی برای بازسازی محیطِ مرز بین هسته و گوشته زمین، گروه تحقیقات مشخص کردند که اٌکسید آهن را، با استفاده از لیزر حرارتی الماسی روی سِندان فلزی با قرار دادن زیر فشاری بین ۹۵۰ تا ۱ میلیون برابر فشار نرمال هوا و دمایی بالاتر از ۱۹۲۷ درجه سانتی­گراد می­‌توان تولید کرد.

سرپرست تحقیقات، هوکوانگ “دِیو” مایو می­‌گوید “بر اساس اطلاعات ما از ساختار شیمیایی تخته­ سنگ‌­های کشیده شده به اعماق زمین توسط حرکات لایه­‌های پوسته، ما معتقدیم که ۳۰۰ میلیون تُن آب به درون زمین کشیده شده تا به آهن درون هسته برسد و مقدار عظیمی از صخره­‌های اکسید آهنی را هر ساله به­‌وجود ­آورد”.

این تخته سنگ­‌های سخت که سرشار از اکسیژن بوده، ممکن است سال­‌های سال بالای هسته ثابت مانده، و به اندازه یک قاره غول‌­پیکر درآمده. یک حادثه زمین­‌شناختی که باعث گرمایش بیشتر این صخره‌­های اکسید آهنی شده، می­‌توانسته باعث انفجاری بزرگ شده، که مقدار زیادی اکسیژن را برای پیدایش حیات به سمت سطح زمین فرستاده است.

آیا برخورد آب به آهن در اعماق زمین، موجب پیدایش حیات شد؟

محققان فرض می­‌کنند که چنین انفجاری از اکسیژن توانسته مقدار بسیار زیادی از این گاز را به اتمسفر زمین بفرستد، که مقدار آن به اندازه‌­ایی بوده که واقعه اکسیژن­‌رسانی بزرگ نام­‌گذاری گردد، که ۲.۵ میلیارد سال قبل اتفاق افتاده و اتمسفر سرشار از اکسیژن ما را ساخت، شرایطی را که سرآغاز افزایش وابستگی به اکسیژن برای پیدایش حیات و زندگی، آن­‌گونه که ما می‌­شناسیم پدید آورد.

مایو می­‌گوید “این واکنشِ تازه کشف شده دمای بالا و پرفشارِ شکاف آب، بر فضای عمیق داخلی زمین تا اتمسفر تاثیر شیمیایی می­‌گذارد و خیلی از فرضیات گذشته هم­‌اکنون نیاز به آزمایش مجدد دارند”.

Leave a Comment