قراءة ماضي الأرض البعيد من خلال قطرات الماء المتحجرة

استند باحثون أميركيون إلى الآثار التي خلفتها قطرات الماء على الأرض لقراءة ماضي كوكبنا قبل 2,7 مليارات سنة.
في تلك الحقبة، كانت الشمس لا تزال "شابة" وبالتالي كانت أشعتها أضعف مما هي عليه اليوم بنسبة 30%. ونظريا، لم تكن أشعة الشمس قوية بما يكفي كي تتخطى درجة الحرارة الصفر على سطح الأرض.
لكن علماء الجيولوجيا يملكون دليلا رسميا على أن كميات وافرة من المياه السائلة كانت موجودة على كوكبنا في تلك الحقبة وربما قبل أربعة مليارات سنة.
كيف يمكن إذا تفسير "مفارقة الشمس الشابة والضعيفة"؟ يقدم العلماء منذ زمن نظريات عدة للربط بين الحرارة والماء بشكلها السائل فيشيرون مثلا إلى غلاف جوي أكثر كثافة منه اليوم أو إلى نسبة أكبر من غازات الدفيئة أو إلى مزيج من الاثنين.
في محاولة لحل هذا التناقض، لجأ متخصصون في علم الأرض والبيولوجيا الفضائية من جامعة واشنطن في سياتل (الولايات المتحدة) إلى طريقة أخرى تقضي بمراقبة الاثار التي تخلفها قطرات الماء المتحجرة قبل 2,7 مليارات سنة والتي تم اكتشافها على صخور بركانية في جنوب افريقيا لاستنتاج طبيعة الغلاف الجوي في تلك الحقبة.
قد تبدو الفكرة غريبة لكنها بسيطة. كلما كان الغلاف الجوي كثيفا، صعب على قطرة الماء اختراقه. وبالتالي، فإن سرعة وصول قطرة الماء إلى الأرض ترتبط بالضغط الجوي.
يستطيع الباحثون إذا من خلال دراسة حجم اثر قطرات الماء استنتاج سرعتها وبالتالي طبيعة الغلاف الجوي.
لكن الاثر الذي تتركه قطرة الماء يعتمد أيضا على معايير أخرى، وخصوصا حجم هذه القطرة. ويشرح معدو الدراسة في بيان أن "أبحاثا قد بينت أن قطرة الماء الواحدة نادرا ما يتخطى حجمها ستة ملمترات على سطح الأرض"، بغض النظر عن الضغط الجوي.
ويضيفون "في الغلاف الجوي اليوم، تتساقط قطرات الماء الكبيرة بسرعة تسعة أمتار في الثانية تقريبا. لكن إذا كان الغلاف الجوي في الماضي أكثر كثافة، فهذا يعني أن هذه السرعة كانت أبطأ وأن حجم آثار القطرات على الأرض كان أصغر".
وبغية حل هذه المعادلة الغامضة، قام سانجوي سوم وفريقه بإسقاط قطرات ماء ذات أحجام مختلفة في رماد بركاني شبيه في تركيبته بالصخور الجنوب افريقية التي عثر عليها على آثار قطرات ماء متحجرة.
وقارن العلماء بعدئذ آثار القطرات في المجموعتين.
وبحسب الدراسة التي نشرت في مجلة "نيتشر" البريطانية، "إذا كانت الآثار الأكبر حجما ناجمة عن القطرات الأكبر حجما، فإن الضغط الجوي قبل 2,7 مليارات سنة لم يتخط ضعف الضغط الجوي الحالي".
ولكن بما أن قطرات الماء الكبيرة جدا نادرة نسبيا، يرجح الباحثون أن الغلاف الجوي في الماضي كان شبيها بالغلاف الجوي الحالي وأنه كان ربما أقل كثافة منه بمعدل النصف.واستنتجوا إذا أن التفسير الأول لحرارة الأرض المرتفعة في تلك الحقبة هو نسبة عالية من غازات الدفيئة في الجو.
يشار إلى أن الأبحاث حول غلاف الأرض الجوي غنية بمعلومات تساعد العلماء على البحث عن كواكب ملائمة للحياة وتحظى بالتالي بتمويل من وكالة الفضاء الأميركية (ناسا) والمفوضية الأوروبية.
ويقول سانجوي سوم الذي بات يعمل في الناسا إن "الأرض اليوم والأرض في الماضي هما كوكبان مختلفان".