آغاز حیات زمین از زبان الماس‌های باستانی!

یک مطالعه منحصر به فرد بر روی الماس‌های باستانی نشان داده است که ترکیب شیمیایی اولیه جو زمین که آن را برای انفجار‌های مختلف حیاتی مناسب می‌کند، حداقل ۲.۷ میلیارد سال پیش شکل گرفته است. دانشمندان می‌گویند گاز‌های فرار حفظ شده در الماس‌های یافت شده در سنگ‌های باستانی به همان نسبت گاز‌های موجود در گوشته امروزی وجود داشتند. این به نوبه خود حکایت از این دارد که هیچ تغییر اساسی در نسبت مواد فرار در جو طی چند میلیارد سال گذشته وجود نداشته است؛ بنابراین معلوم می‌شود که یکی از شرایط اساسی لازم برای حمایت از حیات، وجود عناصر حیات‌بخش به مقدار کافی، بلافاصله پس از شکل‌گیری زمین ظاهر شد و از آن زمان تاکنون نسبتاً ثابت مانده است.

دکتر مایکل برودلی، محقق ارشد این مطالعه در کنفرانس ژئوشیمی گلداشمیت گفت: «نسبت و ترکیب مواد فرار موجود در اتمسفر نشان‌دهنده آن چیزی است که در گوشته یافت می‌شود، و ما هیچ مدرکی دال بر تغییر قابل توجهی از زمان تشکیل این الماس‌ها در ۲.۷ میلیارد سال پیش نداریم.» مواد فرار مانند هیدروژن، نیتروژن، نئون و گونه‌های حاوی کربن، عناصر و ترکیبات شیمیایی سبکی هستند که می‌توانند به راحتی در اثر حرارت یا تغییرات فشار تبخیر شوند.

آن‌ها برای زندگی ضروری هستند، به ویژه کربن و نیتروژن. همه سیارات سرشار از مواد فرار نیستند؛ برای مثال زمین مانند زهره سرشار از مواد فرار است، اما مریخ و ماه بیشتر مواد فرار خود را در فضا از دست داده اند. به طور کلی، سیاره‌ای غنی از مواد فرار شانس بیشتری برای حفظ حیات دارد، به همین دلیل است که بیشتر جستجو‌ها برای یافتن حیات در سیارات اطراف ستاره‌های دور (سیاره‌های فراخورشیدی) بر جستجوی مواد فرار متمرکز شده‌اند.

در زمین، مواد فرار عمدتاً از داخل سیاره بیرون می‌آیند و از طریق مواردی مانند فوران‌های آتشفشانی به سطح می‌رسند. دانستن زمان ورود مواد فرار به جو زمین برای درک اینکه چه زمانی شرایط روی زمین برای پیدایش و توسعه حیات مناسب بوده است، کلیدی است، اما تاکنون هیچ راهی برای درک این شرایط در گذشته بسیار دور عمق زمین وجود نداشته است. اکنون محققان فرانسوی و کانادایی از الماس‌های باستانی به عنوان کپسول زمان برای بررسی شرایط اعماق گوشته زمین در گذشته‌های دور استفاده کرده‌اند. مطالعات روی گاز‌های به دام افتاده در این الماس‌ها نشان می‌دهد که ترکیب فرار گوشته در طول ۲.۷ میلیارد سال گذشته اندکی تغییر کرده است.

مایکل برادلی، محقق ارشد از دانشگاه لورن فرانسه گفت: «مطالعه ترکیب گوشته امروزی زمین نسبتاً ساده است. به طور متوسط لایه گوشته از حدود ۳۰ کیلومتری زیر سطح زمین شروع می‌شود و بنابراین ما می‌توانیم نمونه‌های پرتاب شده توسط آتشفشان‌ها را جمع آوری کنیم و مایعات و گاز‌های به دام افتاده در داخل آن را مطالعه کنیم. با این حال، چرخش مداوم پوسته زمین از طریق تکتونیک صفحه به این معنی است که نمونه‌های قدیمی‌تر عمدتاً از بین رفته‌اند. با این حال، الماس‌ها نسبتاً تخریب ناپذیر هستند، و این آن‌ها را به کپسول‌های زمانی ایده آل تبدیل کرده است.»

وی افزود؛ ما موفق شدیم الماس‌هایی را که در صخره‌های ۲.۷ میلیارد ساله بسیار حفاظت‌شده Wawa در دریاچه سوپریور در کانادا به دام افتاده بودند، مطالعه کنیم. این بدان معنی است که الماس‌ها حداقل به اندازه سنگ‌هایی که در آن‌ها یافت می‌شوند، عمر دارند و شاید حتی قدیمی‌تر باشند. تاریخ گذاری الماس دشوار است، بنابراین این فرصتی خوبی به ما داد تا از حداقل سن آن‌ها مطمئن شویم. این الماس‌ها فوق العاده کمیاب هستند و ما آن‌ها را تا بیش از ۲۰۰۰ درجه سانتیگراد حرارت دادیم تا آن‌ها را به گرافیت تبدیل کنیم که سپس مقادیر بسیار کمی گاز برای اندازه گیری آزاد می‌کند.

این تیم ایزوتوپ‌های هلیم، نئون و آرگون را اندازه‌گیری کردند و دریافتند که این ایزوتوپ‌ها به نسبت آن‌هایی هستند که امروزه در گوشته بالایی یافت می‌شوند. این بدان معنی است که احتمالاً به طور کلی تغییر کمی در نسبت مواد فرار ایجاد شده است و توزیع عناصر فرار ضروری بین گوشته و جو احتمالاً در طول اکثریت عمر زمین نسبتاً ثابت مانده است. لازم به ذکر است گوشته بخشی بین پوسته زمین و هسته است که حدود ۸۴ درصد از حجم زمین را تشکیل می‌دهد.

دکتر برادلی ادامه داد: «این یک نتیجه شگفت‌انگیز بود. این بدان معناست که محیط غنی از فراری که امروزه در اطراف خود می‌بینیم، یک پیشرفت جدید نیست که طی صد‌ها میلیون سال اخیر شرایط مناسب برای توسعه زندگی را فراهم کرده باشد. کار ما نشان می‌دهد که این شرایط حداقل ۲.۷ میلیارد سال پیش وجود داشته است. الماس‌هایی که ما از ان‌ها استفاده کردیم البته ممکن است بسیار قدیمی‌تر باشند، بنابراین به احتمال زیاد این شرایط قبل از آستانه ۲.۷ میلیارد ساله ما ایجاد شده است.

دکتر سوزت تیمرمن، از دانشگاه آلبرتا کانادا در اظهار نظر دیگری گفت: «الماس‌ها نمونه‌های منحصربه‌فردی هستند، زیرا در طول شکل‌گیری خود در ترکیباتشان قفل می‌شوند. الماس‌های الیافی Wawa به طور خاص، انتخاب عالی برای این مطالعه بودند، زیرا بیش از ۲.۷ میلیارد سال قدمت دارند. آن‌ها سرنخ‌های مهمی از ترکیبات فرار در دوره نئوآرکه ارائه می‌دهند. جالب است که گوشته بالایی بیش از ۲.۷ میلیارد سال پیش به نظر می‌رسد که گاز زدایی شده است. این کار گامی مهم در جهت درک گوشته (و جو) در نیمه اول تاریخ زمین است و راه را برای پرسش‌ها و تحقیقات بیشتر باز می‌کند.»