کشف قدیمی‌ترین شواهد از وجود آب شیرین روی زمین

این مطالعه که در مجله علمی نیچر ژئوساینس (Nature Geoscience) منتشر شد، با بررسی قدمت و آنالیز ایزوتوپ‌های اکسیژن موجود در بلورهای کوچک معدنی به نام زیرکن حاکی از آن است که در این سنگ‌ها ایزوتوپ‌های غیرعادی سبک مربوط به چهار میلیارد سال پیش وجود دارد.

به گفته پژوهشگران، چنین ایزوتوپ‌های سبک اکسیژنی معمولا در نتیجه تغییر سنگ‌ها در اثر وجود آب داغ شیرین چند کیلومتر زیر سطح زمین به وجود می‌آیند. آن‌ها می‌گویند که شواهد وجود آب شیرین تنها می‌تواند با وجود خشکی توضیح داده شود و به عبارت دیگر در این پژوهش، هم قدیمی‌ترین شواهد از آب شیرین به دست آمده است و هم شواهدی آشکار از وجود خشکی در بالای سطح دریا.

دانشمندان در این مقاله می‌نویسند که این پژوهش نشان می‌دهد چرخه آب در زمین، یعنی چرخه‌ای که از طریق تبخیر و بارش آب را بین خشکی، اقیانوس‌ها و جو جابه‌جا می‌کند، در آن زمان فعال بوده است. بر اساس این یافته‌ها، می‌توان گفت که برای شکل‌گیری حیات کمتر از ۶۰۰ میلیون سال پس از شکل‌گیری زمین، شرایط لازم وجود داشته؛ به این معنی که مدت‌ها پیش از دایناسورها یا حتی پیش از نخستین نشانه‌های شناخته‌شده از حیات میکروبی، چنین شرایطی بر زمین حاکم بوده است.

تاکنون قدیمی‌ترین شواهد از وجود حیات و آب شیرین از استروماتولیت‌ها بود که در چشمه‌های داغ ۳.۵ میلیارد سال پیش وجود داشتند.

از نگاه دانشمندان، زیرکن دریچه‌ای رو به تاریخ مراحل ابتدایی زمین است. آن‌ها می‌گویند بازه زمانی ۴.۵ تا ۴ میلیارد سال پیش، نخستین فصل تاریخ زمین به شمار می‌رود که کمتر درباره آن مطالعه شده است، زیرا زمین‌شناسان صخره‌هایی به آن قدمت در اختیار ندارند و قدیمی‌ترین صخره‌های شناخته‌شده چهار میلیارد سال قدمت دارند.

با این حال دانشمندان تاکید می‌کنند که بلورهای زیرکن می‌توانند به عنوان پنجره‌ای رو به تاریخ اولیه زمین ظاهر شوند و قدمت این بلورهای معدنی کوچک منحصربه‌فرد ممکن است حتی به ۴.۴ میلیارد سال پیش نیز برسد.

بررسی قدمت و همچنین آنالیز ایزوتوپ‌های مختلف اکسیژن درون زیرکن‌ها به دانشمندان نشان می‌دهد که آب شور حاوی ایزوتوپ‌های سنگین‌تری از اکسیژن است که به تبخیر مقاوم‌اند، در حالی که آب باران حاوی ایزوتوپ‌های سبک‌تری است. در این بررسی، دو بلور زیرکن شواهد ایزوتوپی از آب شیرین را نشان دادند که یکی مربوط به چهار میلیارد سال پیش بود و دیگری ۳.۴ میلیارد سال قبل.

این تیم تحقیقاتی با کمک ۱۰ هزار شبیه‌سازی با استفاده از یک مدل رایانه‌ای دریافت که چگونه سنگ‌های مذاب داغ با آب دریا، آب باران یا ترکیبی از هر دو مخلوط می‌شوند. دانشمندان همچنین متوجه شدند که وجود ایزوتوپی سبک در این زیرکن‌ها را تنها با وجود مقداری آب شیرین می‌توانند توضیح دهند. با این همه بر اساس این تحقیق، نمی‌توان فهمید که آیا در آن زمان توده‌های بزرگی از خشکی وجود داشته‌اند یا نه، اما می‌توان گفت که در هر صورت مقداری خشکی بالاتر از سطح دریا وجود داشته است. افزون بر این، می‌توان گفت که با در نظر گرفتن خشکی و آب شیرینی که احتمالا به شکل باران می‌باریده، اصولا شرایط حیات وجود داشته است.

دانشمندان در مورد خاستگاه حیات روی زمین نظریه‌های مختلفی دارند. برخی بر این باورند که حیات پیرامون منافذ عمیق در اقیانوس شکل گرفته، اما برخی معتقدند که حیات در آب‌های کم‌عمق و روی خشکی به وجود آمده است.

مطالعه اخیر دانشمندان در واقع از فرضیه دوم حمایت می‌کند و اکنون دانشمندان قصد دارند برای بررسی بیشتر این موضوع، زیرکن‌های بیشتری را از نظر ژئوشیمیایی بازیابی کنند تا زوایای پنهان بیشتری از معمای دیرینه خاستگاه حیات روشن شود.