دانشمندان: ساختارهای عظیم در اعماق زمین با منشأ حیات در ارتباط هستند
دو ساختار عظیم که در مرز میان گوشته و هسته زمین قرار گرفته‌اند، دهه‌هاست که ذهن دانشمندان را به خود مشغول کرده و نظریه‌های غالب درباره چگونگی شکل‌گیری سیاره ما را به چالش می‌کشند.
در پژوهشی جدید که در مجله Nature Geoscience منتشر شده است، تیمی از پژوهشگران به سرپرستی یوشینوری میازاکی، متخصص ژئودینامیک از دانشگاه راتگرز، توضیح جدیدی برای این ساختارها ارائه کرده‌اند. آن‌ها به‌شکلی بحث‌برانگیز مطرح می‌کنند که شکل‌گیری این ساختارها ممکن است ارتباط تنگاتنگی با تکامل حیات روی زمین داشته باشد.
این توده‌هایی که ابعادی به اندازه یک قاره دارند و از سنگ‌های داغ و متراکم تشکیل شده‌اند، در عمق تقریبی ۱۸۰۰ مایلی (حدود ۲۹۰۰ کیلومتری) زیر سطح زمین، در زیر آفریقا و اقیانوس آرام قرار دارند. این ساختارها در داده‌های امواج لرزه‌ای آشکار می‌شوند که نشان‌دهنده تفاوت‌های عمده در ترکیب سنگ‌های اطراف آن‌هاست.
میازاکی در بیانیه‌ای گفت: «این‌ها پدیده‌هایی تصادفی نیستند، بلکه ردپای تاریخ اولیه زمین به شمار می‌روند.»
او افزود: «اگر بتوانیم دلیل وجود آن‌ها را درک کنیم، می‌توانیم بفهمیم سیاره ما چگونه شکل گرفته و چرا قابل سکونت شده است.»
نظریه‌های کنونی بر این باورند که زمین اولیه میلیاردها سال پیش، گوشته خود را از یک اقیانوس عظیم ماگمایی شکل داده و به‌مرور زمان مواد غلیظ‌تر از مواد رقیق‌تر جدا شده‌اند؛ فرآیندی که در این بیانیه به «جدا شدن کنسانتره شیرین از یخ آبکی در آبمیوه یخ‌زده» تشبیه شده است.
اما یافتن شواهدی برای تأیید این نظریه دشوارتر از حد انتظار بوده است. به‌جای لایه‌هایی یکنواخت، ما با توده‌های بزرگ و نامنظمی به نام «نواحی با سرعت برشی پایین» (ویژگی ساختارهای پایین‌ترین بخش گوشته زمین) و «مناطق با سرعت فوق‌العاده پایین» (تکه‌هایی که سرعت امواج لرزه‌ای را به‌شدت کاهش می‌دهند) مواجه شده‌ایم.
میازاکی توضیح داد: «این تناقض، نقطه شروع کار ما بود. اگر از اقیانوس ماگمایی شروع کنیم و محاسبات را انجام دهیم، به چیزی که امروز در گوشته زمین می‌بینیم نمی‌رسیم. پس حلقه‌ای مفقوده در این میان وجود داشت.»
میازاکی و همکارانش شرایط موجود در میلیاردها سال پیش را مدل‌سازی کردند و دریافتند که نشت آهسته سیلیکون و منیزیم از هسته زمین ممکن است یک «اقیانوس ماگمایی پایه» را «آلوده» کرده باشد. این فرآیند از انجماد کامل بخش‌هایی از آن جلوگیری کرده و به ترکیبی توده‌ای و ناهمگون منجر شده است.
میازاکی گفت: «فرضیه ما این بود که این مواد ممکن است از نشت مواد از هسته آمده باشند. اگر این عنصر هسته‌ای را به مدل اضافه کنیم، می‌توانیم آنچه را که اکنون می‌بینیم توضیح دهیم.»
این فرآیند همچنین می‌توانسته به زمین اجازه دهد تا به‌اندازه کافی سرد شود و این امر به فعالیت‌های آتشفشانی منجر شده و در نهایت بر چگونگی شکل‌گیری جو سیاره تأثیر گذاشته است. این موضوع همچنین می‌تواند نشان دهد که چرا سیارات دیگر، از جمله زهره و مریخ، به جهنم‌هایی غیرقابل سکونت تبدیل شدند که قادر به پشتیبانی از حیات به شکلی که ما می‌شناسیم نیستند، درحالی‌که زمین شکوفا شد.
میازاکی توضیح داد: «زمین دارای آب، حیات و جوی نسبتاً پایدار است. جو زهره ۱۰۰ برابر ضخیم‌تر از جو زمین و عمدتاً از دی‌اکسید کربن تشکیل شده و مریخ نیز جو بسیار رقیقی دارد.»
او افزود: «ما هنوز دلیل آن را کاملاً درک نکرده‌ایم. اما آنچه در درون یک سیاره اتفاق می‌افتد، یعنی نحوه سرد شدن و تکامل لایه‌های آن، می‌تواند بخش بزرگی از پاسخ باشد.»
این پژوهشگر در پایان نتیجه‌گیری کرد که در حال حاضر، این تنها آغاز یک نظریه است که می‌تواند «اطمینان بیشتری درباره چگونگی تکامل زمین و دلیل منحصربه‌فرد بودن آن» به ما بدهد، هرچند که ما تنها «سرنخ‌های بسیار اندکی» در اختیار داریم.