آشنایی با نحوه شکل گیری زمین و نحوه پیدایش زندگی در کره خاکی

تنها جز کوچک از تاریخ ۴.۶ میلیارد ساله زمین انسان هایی هستند که همچنان در حال تکمیل دانش خود درمود تاریخچه گذشته زمین اند. در ادامه مطلب به صورت گسترده تری به مبحث شکل گیری زمین پرداخته ایم.

تعدادی از مهم ترین رویداد هایی که منجر به شکل گیری زمین امروزی شده توسط این تقویم به نمایش گذاشته می شود. به طور مثال دوره ۵۴۵ الی ۴۹۵ میلیون سال گذشته به دوران کامبرین شهرت دارد.

آشنایی با مراحل شکل گیری زمین

• نحوه شکل گیری زمین در ۴۶۰۰ میلیون سال پیش

برخورد های ابری صفحه‌ای شکل از موادی که منشا خورشید بوده‌اند سبب تشکیل کره زمین شده است. گرانش به تدریج این گاز ها و غبار های کیهانی را فشرده و باعث تشکیل سیارک‌ها و سیاره‌ های اولیه کوچکی به نام شبه سیاره‌ ها می شود. از برخورد پیوسطه این اجرام کوچک با یکدیگر به تدریج اجرام بزرگتر تشکیل شدند تا جایی که سیاره ‌های سامانه خورشیدی از جمله شکل گیری زمین انجام شد.

از جمله موضوعات در دست مطالعه می توان به جزئیات چگونگی شکل ‌گیری زمین اشاره کرد. دانشمندان بر روی شهاب‌سنگ‌ ها و سنگ‌های قدیمی زمین مطالعه می‌کنند تا به درکی از اتفاقات سال‌های اولیه شکل‌گیری سامانه خورشیدی برسند. همچنین با پژوهش بر روی دیگر سامانه‌های خورشیدی موجود در کهکشان راه شیری نیز در سال‌های اولیه این سامانه به آگاهی برسند.

• شکل‌گیری ماه

نظریه ‌های زیادی درباره نحوه شکل ‌گیری ماه اظهار شده‌ است که مورد قبول ترین آن ها فورا بعد از شکل‌ گیری زمین در حدود ۴.۶ میلیارد سال پیش شروع می‌شود. پس از برخورد جرمی به اندازه سیاره مریخ با زمین در آن زمان، قسمتی از این سیاره جوان که تیا نامیده می‌شود، جذب زمین شده و بخش بزرگی از قطعات آن نیز به اطراف پراکنده می‌شوند.

نیرو گرانش این قطعات را نزدیک به همدیگر در مدار سیاره زمین قرار داده و با برخورد این قطعات به هم، این قطعات شروع به متراکم شدن می‌کنند. ماه با بزرگتر شدن این توده شکل گرفته است. درک بهتر از کره ماه به وسیله نمونه ‌های سنگی جمع‌ آوری شده از این کره ممکن شده و شواهد بیشتری برای پشتیبانی از نظریه برخورد غول ‌آسا فراهم کرده است.

• پیدایش زندگی در زمین

زمین میلیون ها سال پیش فاقد هر گونه زندگی بوده است و بسیاری از زیست شناسان اعتقاد دارند حیات اولین بار در اقیانوس ها تشکیل شده است و نظریه سوپ بنیادین برای توجیه این مطلب ارائه شده است. طبق این نظریه به یک باره در اقیانوس های زمین مقدار زیادی مواد آهکی پدید آمدند. برای مثال آمونیاک و متان و گاز های هیدروژن ، نایتروژن و بخار آب که این گازها و مواد باهم در واکنش های شیمیایی ساده شرکت می کرده اند و مواد پیچیده تری به وجود می آورده اند.

این واکنش های ساده شیمیایی به کمک انرژی رعد و برق و یا اشعه ی کیهانی انجام شده است چون زمین در آن زمان لایه ی حفاظت شده اوزون را نداشت و همه اشعه های ماورای بنفش و کیهانیب ه طور مستقیم به سطح زمین می رسید.

موادی مثل سیانید ها و آلدئیدها تشکیل شدند، این مواد که در مراحل بعد این واکنش ها منجر به تولید اسید های آمینه ایزومر هم خانواده از نظر شیمایی می شدند و این اسید های آمینه زمینه را برای ساخته شدن پروتین ها فراهم می کردند.

• ایجاد تغییرات در این کره آبی

طی تحقیات زمین شناسی و علوم زمین شناسی به این نتیجه رسیدند که زمین در آینده به همین شکل نخواهد ماند. زمین در حال تغییر است و این ماجرا از ابتدا پیدایش آن آغاز شده است. گرمای خورشید، باد، باران و همه نیروهای طبیعت هر روز درحال دگرگونی شکل سیاره ما هستند. این تغییرات بسیار کوچک هستند ولی وقتی در مقیاس زمانی میلیون ها سال روی هم انباشته شوند، چهره زمین را بسیار تغییر می دهند. یکی از این عوامل تغییرات صفحه ای است. تعویض جای خشکی ها و قاره ها هر روز توسط این نیرو انجام می شود و به مرور شکل گیری زمین رخ خواهد داد.

• کره زمین از چه اجزایی تشکیل شده است؟

در رابطه با مبحث چگونگی شکل گیری زمین بد نیست که با اجزای آن نیز به صورت دقیق تری آشنایی یابید.

لیتوسفر یا پوسته خارجی:

بین ۵ الی ۵۰ کیلومتر قطر آن بوده و می شود به رسوبات و سنگ هایی که از مواد کانی مختلفی مانند آلمینیوم، کربن، کسیژن، آهن، نیتروژن، کلسیم، سدیم، سلیکون و …. به وجود آمدند را عناصر تشکیل دهنده مهم آن نام اشاره کرد.

گوشته:

گوشته نیز زیر پوسته قرار گرفته و درون آن ماگما (موادی که بصورت خمیری) وجود دارد این مواد بر اثر عمل آتشفشانی بر روی زمین آمده سنگ های اولیه را تشکیل می دهند. این لایه در حدود ۲۹۰۰ کیلومتر قطر دارد.

هسته :

قسمت مرکزی زمین که شامل دولایه هسته خارجی یا بیرونی ۲۱۰۰ کیلومتر و هسته داخلی ۱۳۷۰ کیلومتر است که اکثراً دارای ترکیبات نیکل و آهن می باشند.
درجه حرارت مرکزی زمین به ۵۵۳۰ درجه سانتی گراد می رسد و تمام مواد موجود در آن گداخته اند.

• اتمام بمباران‌ های سنگین در ۳۸۰۰ میلیون سال پیش

چهره زخمی شده بسیاری از سیاره ها از جمله زمین درحدود ۴ تا ۳.۸ میلیارد سال قبل در دوره‌ای از بمباران ‌های ترسناک سیارک‌ها و ستاره‌ های دنباله‌دار ایجاد شد. طی این دوره بسیاری از حفره‌های عظیمی که روی ماه و دیگر اجرام سامانه خورشیدی ایجاد شد.

طبق یکی از نظریه ‌ها امواج گرانشی ناشی از تعاملات میان سیاره زحل و سیاره مشتری به حرکت نپتون به سوی حلقه ستاره‌ های دنباله‌دار در بخش‌های بیرونی ‌تر سازمان خورشیدی به اتمام رسید.

ستاره‌های دنباله ‌دار که دچار دگرگونی موقعیت شده ‌بودند نیز به هر طرف حرکت کرده و با سیاره ‌ها برخورد کردند. احتمالی هست که بیشترین بخش آب اقیانوس های زمین توسط این اجرام غنی از آب تامین شده باشد. سیستم صفحه تکتونیکی زمین و پدیده فرسایش سبب شد تا نشانه های این رویداد بر روی زمین به مرور از بین رفته‌اند.

• ورود اکسیژن به اتمسفر

قابل به ذکر است که این عامل حدود ۲۴۰۰ میلیون سال پیش سبب ایجاد حیات شد، به جز شواهد موجود که نشان می‌دهند این رویداد از ۳.۵ میلیارد سال پیش آغاز شده‌است. موضوعی که هنوز قابل بحث و گفتگو است زمان آغاز اولین شکل از حیات به روی زمین، اجداد باکتری های مدرن است. اکسیژن موجود درون اتمسفر به دلیل حیات نخستین باکتریا است که با آزاد‌سازی اولین اکسیژن آزاد درون اتمسفر به سبب فوتوسنتز سیانوباکترها، این اکسیژن توسط آهن حل شده درون اقیانوس ها جذب شده و دی‌اکسید آهن سرخ ‌رنگ در بستر دریا ها شکل گرفتند.

همچنین صخره‌های رسوبی جداگانه به واسطه این رسوبات اکسید آهنی با گذشت زمان به وجود آمدند. زمانی که آهن موجود درون اقیانوس‌ها مصرف شدند،‌ اکسید آهن رسوب کردن را راکد کرد و اکسیژن در حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش در اتمسفر آغاز به تولید شدن کرد.

• ۶۵۰ میلیون سال پیش با نظریه زمین گلوله برفی

البته با اینکه امروزه گمان می رود که در گذشته بیش از یکی از این دوره های یخبندان بر روی زمین وجود داشت که از نظر طول و مدت زمان با یکدیگر متفاوت بود، اما این نظریه باور دارد که سیاره زمین برای میلیون‌ ها سال کاملا از یخ پوشیده شده بود. نام این نظریه زمین گلوله برفی است که این یخبندان کلی در دوران پیش کامبرینی حدود ۶۵۰ میلیون سال پیش آغاز شد.

اما طی کامل ‌ترین این دوره‌های یخبندان، تنها اشکالی از حیات که نور خورشید را از زیر لایه‌های یخی به خود جذب کنند و یا روی سطح یخی زمین خود را می توانستند حفظ کنند، باقی ماندند.

• دوران جوشش حیات ۵۴۵ میلیون سال پیش

شکل گیری زمین و حیات بر روی آت و در بین دریا ها در دوران کامبرین از وفور بیشتری بهره مند شد، دورانی که در حدود ۵۴۵ سال پیش آغاز شد. در سنگ‌های دوران پیش کامبرین فسیل های به جا مانده اشکالی ساده از حیات از قبیل باکتری‌ها هستند که با آغاز دوران کامبرین میزان پیچیدگی حیات رشد می‌کند.

فسیل تعداد زیادی از گونه‌های متفاوت سخت پوست درون سنگ های کامبرینی نگه‌داشته‌ شده. انفجار در حیات را همواره به این تغییر شکل مهم می شناسند اما شواهد تازه ای مبنی بر این موضوع که این تغییر در شکل حیات آرام تر از آنچه در گذشته تصور می‌شد رخ داده است به دست رسیده.

• اولین قاره و اقیانوس

در تاریخ تکامل و نحوه شکل گیری زمین، خشکی ها و آب های زمین شکل های مختلفی به خود گرفته است. جالب است که خبری از هفت قاره با تمدن‌های مختلف در حدود ۳۰۰ میلیون سال پیش روی زمین نبود. آن زمان کره زمین از دو بخش که قاره بزرگ به نام پانگه‌آ که همه خشکی‌های زمین را در بر گرفته بود و اقیانوسی به نام پانتالاسا تشکیل شده بود.

شکستن این قاره بزرگ بعد از ۵۰ میلیون سال شروع شد. مناطقی که اکنون به نام‌ های آفریقا، آمریکای جنوبی، جنوبگان، هند و استرالیا می‌شناسیم، به دلیل شکاف از قاره وسیع اوراسیا جدا شدند. پس از آن نیز آمریکای شمالی از اوراسیا جدا شد و اقیانوس میان آن ها فاصله انداخت.

برای پی بردن به جالبی این قضیه تصور کنید اگر زمین شبیه میلیون‌ها سال پیش بود شما می‌توانستید همه مسیر استرالیا تا آلاسکا را بی‌وقفه با دوچرخه رکاب بزنید یا از جنوب شیلی به آسانی تا اسکاندیناوی رانندگی کنید! اما تصوری که ما از قاره‌های زمین داریم تقریبا از ۲۵۰ میلیون سال پیش شروع به شکل‌گیری کرده است.

• تفاوتات اقلیمی

جدا از اینکه زمین سال ها پیش دارای یک خشکی یکپارچه بود، شرایط اقلیمی متنوعی در مناطق مختلف این خشکی وجود داشته. برای مثال قسمت‌های مرکزی این خشکی را رشته کوه ها احاطه کرده بودن، آب و هوای خشک و قسمت‌های کنار اقیانوس آب و هوای گرم و مرطوب داشته است.

احتمالا در آن زمان هم در قسمت‌هایی از این خشکی که به خط استوای زمین نزدیک بوده است، آب و هوای استوایی و جنگل‌های باشکوه حاره‌ای خودنمایی می‌کرده است.

ارگانیسم‌ها فرصت پراکندگی در همه سطح خشکی وقتی خشکی ‌های زمین یک دست بود داشتند و پس از تفکیک قاره‌ها، در آب و هواهای مختلف این فرصت ایجاد شد تا تنوع ژنتیک متفاوت گسترش پیدا کنند.

تنها خشکی زمین این قاره در حدود صد میلیون سال پیش به شمار می رفته و در آن زمان، زیستگاه پیشینیان پستانداران امروزی بوده است. خشکسالی وسیعی که پس از آن اتفاق افتاد با آغاز دوران تریاسیک زمین رشد شماری از گیاهان آوندی و حیواناتی مثل ماهی‌ها، کروکودیل‌ها، پرندگان و انواعی از خزندگان و حشرات را شاهد بود.

البته دایناسورهای اولیه حدودا ۲۰ میلیون سال بعد از این دوره مشاهده شدند.

• شروع انقراض کلی در حدود ۴۴۰ تا ۴۵۰ میلیون سال پیش

در پی انفجار حیات در دوران کامبرین، شواهدی که از فسیل برجای مونده به ما امکان این حدس را می دهد که در آن دوران حیات زیست به شدت متنوع شد. ولی این دوران زیاد دوام نداشت و دوران انقراض کلی جانداران شروع شد. انقراض های بزرگ کلی که ۵ بار رخ داده است جز بزرگترین این رویدادها به شمار می روند.

از دلایل شروع این دوران های انقراضی می توان از تغییرات آب و هوایی،‌ فوران آتشفشان‌ها و برخورد سیارک‌ها نام برد. یکی از این دوره های انقراض کلی مسبب انقراض نسل دایناسورها از روی زمین در حدود ۶۵ میلیون سال پیش می باشد،‌ به عقیده عموم دانشمندان یکی از این دوره‌های انقراض کلی بوده ‌است که بر اثر اثابت یک شهاب ‌سنگ بزرگ با کره زمین آغاز شده‌است.

در حدود ۴۵۰ تا ۴۴۰ میلیون سال پیش اولین دوره انقراض کلی آغاز شد.

• آغاز متلاشی شدن پانجه‌آ بزرگترین خشکی یکپارچه در ۲۰۰ میلیون سال پیش

پانجه‌آ که گاه پانجیا هم خوانده می شود در حدود ۲۷۰ میلیون سال پیش تشکیل شد. این یکی از آخرین ابر قاره‌ های زمین باستانی بوده‌ که در تکه تکه شدن آن حدود ۲۰۰ میلیون سال پیش شروع شد. در آن دوران بیشترین بخش از خشکی‌های زمین به تکه‌ای عظیم از خشکی‌ها وصل بود که یک‌سوم از سطح زمین را در بر می‌گرفت و اقیانوسی که این خشکی را در برگرفته بود نیز پانتالاسا نامیده می‌شد.

علت چند تکه شدن شکل پانجه‌آ حرکت صفحات بوده است. پانجه‌آ در دوران پرمین و تریاسیک که دوره‌های دگرگونی بزرگ زمین به حساب می‌آیند وجود داشت. نابودی ۹۶ درصد از گونه های زمین را در انقراض کلی در دوران پرمین که حدود ۲۴۸ میلیون سال پیش منجر شد، می توان یکی از اصلی‌ترین رویداد‌ها در این دوران بیان کرد.

• چه بر سر صفحات یخی آمد؟

در حدود ۲.۵۸ میلیون سال پیش؛ آغاز عصر پلیستوسن درحدود ۲.۶ میلیون سال پیش، با شکل گیری صفحات یخی یزرگی در نیمکره شمالی همراه بود. این صفحات یخی طی دوران های سردتر و گرمتر به ترتیب توسعه یا کوچکتر شدند.

ما هم اکنون در حال زندگی در دوره بینابینی هستیم که هولوسن نام گرفته است و از ۱۱ هزار و ۵۰۰ سال پیش شروع شده‌است. شواهد قدرتمندی از دگرگونی های شدید آب‌ و هوایی که در گذشته زمین در رخ داده‌اند در عصرهای یخبندان می توان پژوهش کرد.

نگاهی به آینده کره زمین

• چه بر سر زمین خواهد آمد؟

انسان امروزی نگران مسائلی از قبیل تغییرات آب ‌و هوایی است که می‌تواند طی دوره‌های متوالی بر روی زمین تاثیر قابل توجهی داشته باشد. با این‌ همه بزرگترین تغییرات برای زمین عموما طی صدها میلیون‌ یا میلیارد‌ سال رخ می‌دهد.

ابرقاره‌ها ساخته شده و نابود می‌شوند اننقراض‌های کلی همه گونه‌های حیات را در خود فرو‌ می‌بلعند و تغییرات در سامانه خورشیدی نیز بر روی زمین تاثیر می‌گذارد. در نهایت این خورشید است که سرنوشت زمین را مشخص خواهد کرد.

میلیاردها سال دیگر با تمام شدن سوخت هیدروژنی خورشید کهنسال، خورشید به جرمی غول‌پیکر و سرخ تبدیل خواهد شد و به اندازه‌ای بزرگ خواهد شد که تمامی بخش‌های سامانه خورشیدی و مدار زمین را نیز در بر خواهد گرفت.

• آینده قاره ها چه خواهد شد؟

سیاره زیبایی که اکنون با این حیات مشاهده می گنید حاصل این داستان ۴٫۵ میلیارد ساله است و شاید در عمر کوتاه انسان ها سیاره ای به زیبایی و مناسبی آن پیدا نشود، قاره‌ها هنوز هم در حال جابه‌جایی هستند؛ قاره استرالیا به آرامی به طرف آسیا در حرکت و بخش هایی از شرق آفریقا در حال فاصله گرفتن از قسمت های دیگر این قاره است.

پهنه آبی به نام اقیانوس اطلس را دیگر در میلیون ها سال آینده مشاهده نخواهید کرد و وجود نخواهد داشت، صفحه‌های آفریقا و آمریکای شمالی به یکدیگر برخورد می‌کنند، در حالی که آمریکای جنوبی به جنوبگان نزدیک ‌تر می‌شود. استرالیا به جنوب شرقی آسیا و چین و نهایتا اروپا به شمالگان نزدیک‌تر می شود تا بیش از هر زمان دیگر اقلیمی سرد سیر پیدا کند.

منبع : آرگا