أقدم مادة أرضية معروفة متبقية على سطح كوكبنا هي معدن أطلق عليه اسم “Time Lord” لأنه جيد للغاية في الحفاظ على الوقت الجيولوجي.
المعدن هو الزركون و اكتشف العلماء قطعًا منه تشكلت قبل 4.37 مليار سنة ، بعد وقت قصير من اصطدام الأرض البدائية بجسم بحجم المريخ أدى إلى نشوء قمرنا.
يمكن أن تبدو بلورات الزركون الصغيرة مثل الرمل أو الطين عديم الفائدة. لكن لا تنخدع. مع وجود علامة مشعة تشير إلى مرور مليارات السنين ، تقدم لنا هذه المعادن الصغيرة ولكن القوية لمحة عن التطور المبكر للأرض.
يقول: “هذه حقًا أفضل العلامات على وقت الأرض ، أو تاريخ الأرض” مايكل أكرسونجيولوجي بمتحف سميثسونيان الوطني للتاريخ الطبيعي.
يقول أكرسون إن بلورات الزركون تأتي من الصهارة المبردة في القشور القارية ، إلى جانب معادن أخرى. لكن هذه المعادن الأخرى تميل إلى الاختفاء بمرور الوقت.
يقول أكرسون: “معظم المعادن لا تعيش”. “لذا فإن أشياء مثل الكوارتز ، وأشياء مثل الفلسبار – تتعرض للعوامل الجوية كيميائيًا أو فيزيائيًا وتتآكل لدرجة أنها لم تعد كوارتز وفلسبار بعد الآن.”
/ أرشيف التاريخ العالمي / مجموعة الصور العالمية عبر Getty Images
/
أرشيف التاريخ العالمي / مجموعة الصور العالمية عبر Getty Images
من ناحية أخرى ، يعتبر الزركون شديد الصلابة – وهو “أحد الأسباب الرئيسية” التي تجعل هذا المعدن مفيدًا للغاية ، على حد قوله.
في مواجهة الرياح العاتية أو ضغوط التكسير أو الحرارة المرتفعة ، تستمر هذه البلورات القاسية. وفي النهاية ، يمكن أن يتم دمجهم في الصخور الأخرى التي لا تزال تتشكل. هذا يعني أنه يمكن للعلماء سحق أقدم الصخور على الأرض ، والحفر في الحطام والعثور على حبيبات صغيرة من الزركون أقدم.
في منطقة جاك هيلز في غرب أستراليا ، على سبيل المثال ، تشكلت الصخور من شاطئ قبل 3 مليارات سنة. أقدم الزركون التي تم اكتشافها على الإطلاق جاءت من هذه الصخرة.
اكتشف أكرسون زركون عمره 4.32 مليار سنة. ويقول إن الزركون بهذا العمر “نادر للغاية ، للغاية ، للغاية ، وهو النوافذ الوحيدة التي لدينا لأقدم كوكب على الأرض”.
في الوقت الحاضر ، لمعرفة العمر الدقيق للزركون ، يمكن للعلماء صقله باستخدام ليزر مثل ذلك الموجود في مختبر علم الأرض في جامعة ولاية بنسلفانيا. ال، جوشوا جاربر يوضح كيف يمكنه وضع بلورة صغيرة في جهاز يحفر ثقبًا صغيرًا فيه ويطرح قطعًا صغيرة.
“ثم أعذبهم في بلازما الأرجون لتفكيكهم إلى أصغر مكوناتهم” ، كما يقول ، موضحًا أن الكاشف يحسب ذرات العناصر الكيميائية المختلفة.
أهمها اليورانيوم والرصاص. الزركون يحب اليورانيوم وسوف يمتصه أثناء نموه ، لكن الزركون يكره الرصاص. هذا يعني أنه إذا وجدت الرصاص في الداخل ، فمن المرجح أنه يأتي من اضمحلال اليورانيوم ، والذي يحدث بمعدل منتظم ، مثل دقات الساعة.
“إذا كنت ستصمم كرونومترًا للأرض من نقطة الصفر ، فستصمم أساسًا تأريخ الزركون واليورانيوم الرصاص” ، يوضح ذلك جيسي ريمينك، وهو جيولوجي في ولاية بنسلفانيا. “إذا كنت تؤمن بقوة أعلى ، فستقول ،” أوه ، القوة الأعلى خلقت هذا المعدن بهذا النظام المحدد لأنه مثالي جدًا. ”
لكن النظر إلى التركيب الكيميائي للزركون يمكن أن يفعل أكثر من الكشف عن عمره أو عمر الصخور المرتبطة به. قد يعطي العلماء أيضًا أدلة على الظروف التي كانت موجودة عندما تم إنشاء هذا الزركون في الأصل.
على سبيل المثال ، أكرسون مؤخرا فحصت تركيزات الألومنيوم داخل الزركون القديم لاستنتاج أن الصفائح التكتونية ربما تكون قد بدأت منذ 3.6 مليار سنة.
/ تيم جودينج ، تيموثي روز ، روب واردل / مؤسسة سميثسونيان
/
تيم جودينج ، تيموثي روز ، روب واردل / مؤسسة سميثسونيان
ويقول إن العلماء اعتادوا التفكير في الأرض على أنها منظر جهنمي حار ومتوهج خلال أول 500 مليون سنة. لكن أقدم الزركون الموجودة على الأرض تظهر أن هذا ليس هو الحال.
يقول: “نعلم من هذه المجموعة من بلورات الزركون وحدها أن الأرض بها قارات ، والتي لم نكن نعتقد أنها ممكنة ، تتفاعل مع محيطات من الماء السائل”. “لقد بدأنا نفهم كيف ومتى نشأت القارات ، وكيف ومتى نشأت المحيطات ، وكيف يمكن أن يساعدنا ذلك في وضع الأسس لانتشار الحياة على كوكبنا.”
يقول إن هذه أسئلة فلسفية كبيرة تتطلب العودة بالزمن إلى الوراء – وهو أمر ممكن فقط بفضل الزركون الصغيرة.
هذه القصة جزء من سلسلة العلوم الدورية للإذاعة الوطنية العامة “إيجاد الوقت – رحلة عبر البعد الرابع لمعرفة ما يحفزنا”.
حقوق النشر 2022 NPR. لمعرفة المزيد ، قم بزيارة https://www.npr.org.
“لحم الخنزير المقدد. المحلل المتمني. متعصب الموسيقى. عرضة لنوبات اللامبالاة. مبشر الطعام غير القابل للشفاء.”