تظهر صخرية صخرية في زاوية نائية من شمال كيبيك هادئة في عزلتها الغريبة على الشاطئ الشرقي لخليج هدسون في كندا.
ولكن على مدار العقدين الماضيين ، كانت هذه البقايا المكشوفة من قاع المحيط القديم ، والمعروفة باسم حزام Nuvvuagittuq Greenstone ، ساحة معركة علمية ساخنة في السعي لتحديد أقدم صخرة الأرض.
تشير الأبحاث الجديدة إلى أن الموقع الجيولوجي يؤوي أقدم شظايا معروفة على قيد الحياة من قشرة الأرض ، والتي يعود تاريخها إلى 4.16 مليار سنة. إنها الصخرة الوحيدة المصممة على أن تكون من أول أربعة آون جيولوجي في تاريخ كوكبنا: The Hadean ، الذي بدأ قبل 4.6 مليار سنة عندما كان العالم ساخنًا ومضطربًا ويشبه الجحيم.
وقال الجيولوجي جوناثان أونيل ، مؤلف البحث الذي نشر يوم الخميس في مجلة علوم المجلة: “إن الصخور هي كتب للجيولوجيين … والآن نحن نفتقد الكتاب (على الهاديان).
تم تأريخ حزام Nuvvuagittuq Greenstone عدة مرات بواسطة مجموعات بحثية مختلفة ، مع نتائج متباينة على نطاق واسع. يتفق معظمهم على أن الصخرة لا يقل عن 3.75 مليار سنة – لكن ذلك لن يجعلها أقدم الأرض.
صورة عن قرب للصخور البالغة من العمر 4.16 مليار من حزام Nuvvuagittuq Greenstone ، Nunavik ، كيبيك ، كندا. – جوناثان أونيل
إن مجمع Acasta Gneiss ، وهو مجموعة من الصخور المكشوفة على طول ضفة نهر على بعد حوالي 200 ميل (300 كيلومتر) شمال Yellowknife ، في شمال غرب كندا ، على نطاق أوسع على نطاق واسع لتكون أقدم تكوين جيولوجي للكوكب. هذه الصخور مؤرخة بشكل لا لبس فيه عند 4.03 مليار سنة ، مما يمثل الحدود بين هاديان إيون والفصل التالي في تاريخ الأرض: الأركان. (هناك صخور قديمة على هذا الكوكب – ولكن ليس من الكوكب – ليست جزءًا من هذا النقاش: يبلغ عمر بعض النيازك 4.5 مليار سنة.)
وقال ورقة Nuvvuagittuq Greenstone ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، وهي ورقة دكتوراه ، جادل بلغت بلغت 4.3 مليار سنة ؛ ومع ذلك ، فإن الجيولوجيين الآخرين قد واجهوا مشكلة مع حدود تقنيات المواعدة وكيف تم تفسير البيانات. مع هذه الورقة الأخيرة ، يهدف أونيل ، وهو الآن أستاذ مشارك بجامعة أوتاوا في قسم العلوم الأرضية والبيئية ، إلى إثبات خطأ النقاد.
كيفية تاريخ الصخور
تتضمن الصخور التي يرجع تاريخها استخدام تقنيات القياس الإشعاعي التي تسخر التحلل الإشعاعي الطبيعي والعفوي لعناصر معينة في الصخرة ، والتي تعمل كنوع من الساعة.
يستخدم O'Neil تشبيه Hourglass: تخيل حساب حبوب الرمال في الجزء العلوي (العناصر المشعة) والأسفل (العناصر التي يتم إنتاجها من الانحلال المشع). معرفة سرعة الحبوب المتدفقة (التي تمثل معدل الانحلال) ، يسمح للعلماء بتاريخ الصخور. بعض هذه الساعات الإشعاعية قوية ويمكن أن تصمد أمام درجات الحرارة المرتفعة والضغوط التي تعرضت لها قشرة الأرض على eons ، في حين أن البعض الآخر يتأثر أكثر بهذه العمليات.
المعيار الذهبي وأسهل طريقة حتى الآن تشكيلات صخرية قديمة جدًا مع معدن صعبة للغاية يُعرف باسم الزركون. تدمج هذه البلورات الصغيرة القليل من اليورانيوم في هيكلها ، ويمكن للباحثين تحديد عمرهم عن طريق قياس الانحلال المشع لذرات اليورانيوم ، والتي تتحول إلى رصاص بمعدل معروف.
ومع ذلك ، فإن حزام Nuvvuagittuq Greenstone – الذي تم تعيينه بعد مسح جيولوجي في الستينيات ، لكنه جذبت أولاً اهتمامًا علميًا في أوائل العقد الأول من القرن العشرين – يحتوي على عدد قليل جدًا من الصخور التي تحمل الزركون لأنها نادراً ما تحدث في عينات ذات مستويات أقل من السيليكون ، بما في ذلك قشرة المحيط القديمة.
وقال أونيل: “حاولنا العثور على الزركون. إنهم ليسوا هناك ، أو تشكلوا في وقت لاحق أثناء التحول أو طبخ الصخور”. الصخرة المتحولة هي تلك التي تحولت بالحرارة أو الضغط أو القوى الطبيعية الأخرى.
بدلاً من ذلك ، بالنسبة للدراسة الجديدة ، تحول O'Neil إلى عنصر الأرض النادر الساماريوم ، الذي يتحلل إلى عنصر النيوديميوم. إنها تقنية تم استخدامها حتى تاريخ النيازك لأن العناصر كانت نشطة فقط منذ أكثر من 4 مليارات سنة.
يمثل Acasta Gneiss الحدود بين Hadean Eon والفصل التالي في تاريخ الأرض: The Archean. – مكتبة صور العلوم والمجتمع/Getty Images
وقال “الجدل حول العمر هو أن بعض الناس يعتقدون أن الساعة التي نستخدمها ليست جيدة أو تأثرت (بالعمليات الجيولوجية الأخرى)”.
“إنه نقاش حول ما نقيسه بالضبط في الوقت المناسب لأننا لا نستطيع استخدام الزركون ، وسيكون بعض الأشخاص في مجال بلدي مقتنعًا فقط بالزركون.”
وقال أونيل إن التقنية كانت ذات قيمة في هذه الحالة لأنه من الممكن قياس تسوس نوعين ، أو نظائر الساماريوم إلى نظائر متميزة من النيوديميوم – تحصل بشكل أساسي على ساعتين لسعر واحد. ركزت آخر ورقة على نوع معين من الصخور القديمة المتحولة – تدخلات metagabbroic – التي تم أخذ عينات منها من داخل الحزام ، وكانت نقطتي البيانات تتقارب في نفس العمر: 4.16 مليار سنة.
وخلصت الدراسة إلى أن هذه العصر تعني أن “بقايا صغيرة على الأقل” من قشرة الهادي قد تم الحفاظ عليها في حزام Nuvvuagittuq Greenstone ، والتي من شأنها أن توفر رؤى لا تقدر بثمن في أصول الأرض وكيف تشكلت الحياة.
وأشار دومينيك بابينو ، وهو عالم أبحاث كبير في معهد العلوم في أعماق البحار في الأكاديمية الصينية للعلوم. لم يشارك في أحدث الأبحاث ، لكنه درس الحفريات من الموقع.
وقال بابينو ، وهو أيضًا أستاذ فخري في الكيمياء الحيوية قبل الكامبريان في كلية جامعة لندن: “الصخور التي كانت مؤرخة حديثًا تأتي من الوشاح ، والتي لا يُعتقد أنها تؤوي الحياة أو تكون قابلة للسكن مدى الحياة”.
وأضاف في رسالة بالبريد الإلكتروني: “ومع ذلك ، تم تأكيد الآن أن الصخور الرسوبية المجاورة لا تقل عن 4،160 مليون عام ، والتي” فقط “بعد حوالي 400 مليون عام من تراكم كوكبنا والنظام الشمسي”.
“تشير الأدلة على الحياة المبكرة للغاية في هذه الصخور الرسوبية إلى أن أصل الحياة يمكن أن يحدث بسرعة كبيرة (نسبيًا) ، مما يزيد من احتمال أن تكون الحياة شائعة ومتوسطة في الكون.”
وضع النقاش للراحة؟
لم يكن من الواضح بعد ما إذا كانت نوفواجيتو نتوخات ستصبح مقبولة على نطاق واسع كأقدم صخور في الأرض ، وفقًا لعلماء آخرين لم يشاركوا في البحث.
وقال برنارد بوردون ، وهو عالم جيوكيميمي في مختبر الجيولوجيا في ليون في فرنسا الذي سبق له مشكلة في أوائل التواريخ لحزام Nuvvuagittuq Greenstone الذي نشره O'Neil ، إنه “أكثر إقناعًا” من خلال العمل الأخير ، وقد تم تحسينه جيدًا في الدراسات السابقة.
وقال بوردون ، وهو أيضًا مدير أبحاث في هيئة الأبحاث العلمية الفرنسية CNRs: “ما هو أفضل ، مقارنة بورقة 2008 ، هو حقيقة أن التقنيتين … يعطيان نفس العمر. هذا جيد. هذا هو المكان الذي انتقدنا فيه النتائج الأولى”.
وقال “في النهاية ، أعتقد أن هناك المزيد من المصداقية في العصر” ، مضيفًا أنه كان لديه بعض “الشكوك الصغيرة” ويرغب في التحقيق في البيانات أكثر عمقًا.
عصر الصخور “لا يزال لغزًا لم يتم حله” ، وفقًا لهوجو أوليروك ، وهو عالم جغرافيه وزميل أبحاث كبير في جامعة كورتين في أستراليا.
وقال أوليروك عبر البريد الإلكتروني: “في غياب المعادن” السهلة “حتى الآن ، تحولت إلى صخور كاملة ، وهي محفوفة بالمشاكل لأن عينات الصخور الكاملة لها معادن متعددة”.
وأضاف “لا يتطلب الأمر سوى أحد هذه المعادن التي تم تغييرها وإعادة ضبط عمرها إلى سن أصغر حتى يسقط منزل البطاقات بأكمله” ، مشيرًا إلى أن درجات الحرارة المرتفعة والمنخفضة يمكن أن تغير بشكل طبيعي سن التبلور من المعادن في الصخور.
القليل جدًا هو أمر نهائي عند التعامل مع الصخور والمعادن التي لها تاريخ جيولوجي معقد يمتد أكثر من 4 مليارات سنة ، وفقًا لجيسي ريمينك ، أستاذة رودي ل. سلينجرلاند في وقت مبكر لعلوم الجيئة العالمية في جامعة ولاية بنسلفانيا.
“حتى لو كانت هذه الصخور” فقط “3.8 مليار سنة ، فمن المدهش للغاية الحفاظ عليها. هذا العمل الحالي يقدم بيانات أكثر إقناعًا ، ودعم سن 4.15 مليار سنة ، مما كان تم إنتاجه سابقًا ، والذي كان مقنعًا بالفعل” ، قال Reimink.
“الطوابع الزمنية طويلة جدًا ، وتاريخ هذه الصخور والمعادن تعرضت للتعذيب ، بحيث يكون هذا المعلومات الأساسية منها أمرًا رائعًا للغاية.”
الاشتراك في النشرة الإخبارية لنظرية العجب في سي إن إن. استكشف الكون مع الأخبار عن الاكتشافات الرائعة والتقدم العلمي والمزيد.
لمزيد من الأخبار والنشرات الإخبارية CNN قم بإنشاء حساب في CNN.com