Sci - nature wiki

ربما نكون قد قللنا بشكل جدي من أهمية الظروف العدائية على الأرض المبكرة

0

قام العلماء ببعض العمل الرائع عندما يتعلق الأمر بالنظر إلى الوراء عبر مليارات السنين لمعرفة كيف كان يمكن أن تبدو الأرض القديمة ، وكشفت دراسة جديدة أن الظروف المبكرة على كوكبنا ربما كانت أكثر عدائية مما كان يتصور في الأصل.

على وجه الخصوص ، يعتقد الباحثون الآن أننا قللنا من تقدير مستويات الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس والتي وصلت إلى سطح الأرض – وأن هذه المستويات يمكن أن تصل إلى 10 مرات أعلى مما كان يعتقد سابقًا خلال فترات معينة.

ينصب تركيز البحث على آخر 2.4 مليار سنة من التاريخ ، منذ حدث الأكسدة العظيم (GOE) عندما بدأت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي والمحيطات في الارتفاع لأول مرة من لا شيء تقريبًا. لا تعلمنا النتائج الجديدة المزيد عن تاريخ الأرض فحسب ، بل يمكنها أيضًا تحسين فهمنا للأغلفة الجوية على الكواكب الأخرى.

يقول عالم الفيزياء الفلكية جريجوري كوك ، من جامعة ليدز في المملكة المتحدة: “نعلم أن الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن يكون لها آثار كارثية إذا تعرضت الحياة للكثير منها”. “على سبيل المثال ، يمكن أن يسبب سرطان الجلد لدى البشر. تمتلك بعض الكائنات الحية آليات دفاع فعالة ، ويمكن للعديد منها إصلاح بعض الأضرار التي تسببها الأشعة فوق البنفسجية.”

“في حين أن الكميات المرتفعة من الأشعة فوق البنفسجية لن تمنع ظهور الحياة أو تطورها ، فقد تكون بمثابة ضغط انتقائي ، حيث تتمتع الكائنات الحية القادرة بشكل أفضل على التعامل مع كميات أكبر من الأشعة فوق البنفسجية بميزة”.

يعتقد الباحثون أن مستويات أعلى من الأشعة فوق البنفسجية يمكن أن تضرب الأرض بسبب طبقة الأوزون الأضعف التي تمتص الإشعاع. تعتمد كمية الأوزون في غلافنا الجوي على عدد من العوامل والتفاعلات الكيميائية ، لكن مستويات الأكسجين تلعب دورًا رئيسيًا في تكوين الأوزون.

في السابق ، كان يُعتقد أن مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي التي تبلغ حوالي 1 في المائة من مستويات اليوم ستنتج ما يكفي من الأوزون لإبعاد الأشعة فوق البنفسجية الضارة. الآن ، باستخدام عمليات محاكاة مناخ الكمبيوتر المتقدمة ، يقترح الفريق أن مستوى الأكسجين الرئيسي قد يكون أقرب إلى 5-10 بالمائة.

هناك تساؤلات حول مقدار الضوء فوق البنفسجي الذي وصل إلى سطح الأرض خلال الملياري سنة الماضية. (جريج كوك / الجمعية الملكية للعلوم المفتوحة)

بعبارة أخرى ، لفترات طويلة من الزمن عبر 2.4 مليار سنة الماضية عندما اعتقدنا أن هناك ما يكفي من الأوزون لمنع الأشعة فوق البنفسجية بشكل كبير ، ربما لم يكن الأمر كذلك. كما أوضح الباحثون ، فإن لهذا تأثير غير مباشر على الحياة على الأرض وحتى على الكائنات الحية التي يمكن أن تزدهر.

يقول كوك: “إذا كانت نمذجةنا تشير إلى سيناريوهات الغلاف الجوي خلال تاريخ الأرض المؤكسج ، فمن الممكن أن تتعرض الأرض لأكثر من مليار سنة للأشعة فوق البنفسجية التي كانت أكثر كثافة مما كان يُعتقد سابقًا”. “قد يكون لهذا عواقب رائعة على تطور الحياة.”

يقول الباحثون إن المستويات المتزايدة من الأشعة فوق البنفسجية قد تكون مسؤولة عن انقراض جماعي واحد على الأقل عبر العصور ، وهو ما يتطابق مع نتائج بعض الدراسات السابقة.

هذا النوع من الإشعاع لديه القدرة على إحداث أضرار وتدمير على المستوى الجزيئي ، ويدعو مؤلفو الدراسة الجديدة إلى إعادة النظر في الجدول الزمني لمستويات الأوزون في الغلاف الجوي للأرض. يجب أن تؤخذ عوامل متعددة في الاعتبار ، بما في ذلك لمعان الشمس المتغير.

منذ حوالي 400 مليون سنة ، وصلت مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي إلى معايير العصر الحديث ، وبدأت أشكال الحياة الأكثر تعقيدًا في التطور ، مما أدى إلى التنوع البيولوجي الواسع الموجود في جميع أنحاء الكوكب اليوم.

يقول كوك: “لا يُعرف على وجه التحديد متى ظهرت الحيوانات ، أو الظروف التي واجهتها في المحيطات أو على اليابسة”.

“ومع ذلك ، اعتمادًا على تركيزات الأكسجين ، كان من الممكن أن تواجه الحيوانات والنباتات ظروفًا أقسى بكثير من ظروف عالم اليوم. نأمل أن يتم استكشاف التأثير التطوري الكامل لنتائجنا في المستقبل.”

تم نشر البحث في الجمعية الملكية للعلوم المفتوحة.

Leave A Reply

Your email address will not be published.