نظريات نشأة الأرض

المجموعة الشمسية

تتكون المجموعة الشمسية من الشمس وكل ما يدور حولها بما في ذلك الكواكب والأقمار والكويكبات والمُذنَّبات، ويُعتقد أنّ نهاية المجموعة الشمسية تبتعد حوالي 9 مليار ميل عن الشمس، وقد تتبّع علماء الفلك نقاط الضوء التي بدا أنّها تتحرك بين النجوم وأطلق عليها علماء اليونان القدماء اسم الكواكب، وقد أضافت التكنولوجيا أبعادًا جديدة لاتساع المجموعة الشمسية إذ كان اختراع التلسكوب عاملًا مهمًا في اكتشاف حزام الكويكب وكواكب أورانوس ونبتون وغيرها من الكواكب، وتُعدّ الأرض هي الكوكب الوحيد المأهول بالسكان حتى الآن، وسيتناول هذا المقال توضيح نظريات نشأة الأرض.^[١]

نجوم المجموعة الشمسية

من الصعب بما فيه الكفاية لعامة الناس أن يحصوا عدد النجوم المجردة المرئية، ومع تزايد قدرة التلسكوب أصبح المزيد من النجوم مرئيًا مما يجعل عدّ وإحصاء النجوم مستحيلًا بسبب مقدار الوقت الذي يستغرقه وإمكانية حصره بشكل علمي دقيق، ويعود ذلك أيضًا لمدى اتساع الكون، ويبدو أن حدود الكون الذي يمكن ملاحظته تعود بدايتها إلى حوالي 13.8 مليار سنة فاتت، وبالإضافة إلى ذلك يعتقد بعض علماء الفلك أن هناك "أكوان متعددة"، وكل ذلك يؤثر على إحصاء عدد النجوم في كلِّ من تلك الأكوان، فتقدير عدد النجوم يتطلب معرفة حجم الكون على نحو محددّ، وإذا كان الكون يتسع فعدد النجوم يزداد أيضًا، وقد تكون أبسط إجابة لسؤال عدد النجوم هي تقدير عدد النجوم في مجرة ​​نموذجية ثم ضرب ذلك العدد في عدد المجرات في الكون، ولكن حتى هذا أمر صعب حيث إنّ بعض المجرات تتألق بشكل أفضل في الأشعة تحت الحمراء، ويُعتقد أنّ هناك حوالي 2 تريليون من المجرات في الكون، والتلسكوبات غير قادرة على التقاط جميع النجوم في المجرة، إلّا أنّها أفادت إلى حد كبير في توضيح بعض نظريات نشأة الأرض.^[٢]

أقمار المجموعة الشمسية

لا يوجد على الأرض غير قمر واحد لكن بعض الكواكب فيها العشرات من الأقمار، وبعض الكواكب تخلو من الأقمار تمامًا، فكواكب عطارد والزهرة ليس لديهما أيّ قمر، فكوكب عطارد قريب جدًا من الشمس وتأثيرها الإشعاعي البالغ، ولذلك لا يستطيع عطارد التمسك بأيّ قمر يدور حوله، أمّا الزهرة فما زال العلماء مختلفون حول السبب الحقيقي لعدم دوران أيّ قمر حوله، ويدور حول الأرض قمر واحد ويؤثر عليها بظواهر؛ كالمد والجزر، أمّا بالنسبة للمريخ فله قمران: فوبوس وديموس، وأمّا المشتري فهو يمتلك 79 قمرًا بمفرده، وهذه الأقمار كبيرة جدًا بحيث يمكن رؤيتها باستخدام زوج من المنظار، أما زحل فلديه 53 قمرًا بالإضافة إلى أقمار أخرى يتم الآن الكثير من البحوث العلمية في مراكز علوم الفلك العالمية لتأكيد أو نفي وجودها، وإذا تم تأكيد كل هذه الأقمار فسيكون لدى زحل 82 قمرًا، أمّا أورانوس فلديه 27 قمرًا بينما يمتلك نبتون 14 قمرًا.^[٣]

كواكب المجموعة الشمسية

يمكن تقسيم كواكب المجموعة الشمسية إلى فئتين مختلفتين على أساس كثافتها، حيث تحتوي الكواكب الأربعة الداخلية وهي: عطارد والزهرة والأرض والمريخ على تكوينات صخرية وكثافات تزيد عن 3 جرامًا لكلّ سنتيمتر مكعب، وعلى النقيض من ذلك فإنّ الكواكب الخارجية وهي: كوكب المشتري وزحل وأورانوس ونبتون هي تكوينات كبيرة بكثافة أقل من 2 جرامًا لكلّ سنتيمتر مكعب، ويتألف الكوكب في المقام الأول من الهيدروجين والهيليوم كما في كوكب المشتري وزحل أو من الجليد والصخور والهيدروجين والهيليوم كما في أورانوس ونبتون، أمّا بلوتو فهو فريد من نوعه؛ فهو جسم جليدي منخفض الكثافة وأصغر من قمر الأرض ويشبه المذنبات أو الأقمار الجليدية الكبيرة في الكواكب الخارجية، وتحتوي الكواكب الداخلية الصغيرة نسبيًا على أسطح صلبة مميزة، وتتكون أجواء الزهرة والأرض والمريخ من نسبة مئوية كبيرة من المركبات المؤكسدة مثل ثاني أكسيد الكربون، وتشير بعض نظريات نشأة الأرض إلى أنّ الأرض لها مجال مغناطيسي قوي.^[٤]

الكواكب الأربعة العملاقة الخارجية أكبر بكثير من الكواكب الداخلية الأرضية، ولها أجواء هائلة تتكون بشكل رئيس من الهيدروجين والهيليوم، ومع ذلك ليس لديها أسطح صلبة وكثافاتها منخفضة للغاية بحيث يمكن أن يطفو أحدها مثل زحل، وتحتوي كلٌّ من الكواكب الخارجية على مجال مغناطيسي، والعديد من تكوينات حزام كويبر وبعض الكويكبات أيضًا لديها خصائص فلكية فريدة مميزة.^[٤]

كوكب الأرض

الأرض هي المكان الوحيد في الكون الذي توجد فيه دلائل الحياة، وقد تشكلت الأرض قبل ما يزيد عن 4.5 مليار عام من سحابة كبيرة من الغاز والغبار والتي أدت إلى تكوين الكثير من الأجسام الأخرى، وقد انهار هذا الغاز والغبار على هيئة قرص واحد واندمجت أجزاء مختلفة من القرص في كل الكواكب، وهناك الكثير من نظريات نشأة الأرض التي تناولت جوانب متعددة لبداية التكوين، ويقع كوكب الأرض في زاوية صغيرة من مجرة ​​درب التبانة على بعد 25000 سنة ضوئية من مركز المجرة وعلى بعد 25000 سنة ضوئية من نهاية المجموعة الشمسية، ويبلغ محيط الأرض حوالي 24.901 ميلًا مما يجعله أكبر كوكب صخري في المجموعة الشمسية، ويدور كوكب الأرض حول الشمس على بعد 93 مليون ميل مما يمنح الأرض درجة الحرارة المناسبة لتكوين مياه سائلة ثابتة على السطح، وذلك ليس متاحًا لأي كوكب آخر، وتوجد العديد من الأشكال الأرضية الضخمة المعروفة باسم القارات في أماكن مختلفة على سطح الأرض.^[٥]

تبلغ مساحة أكبر قارة والتي تُعرف أحيانًا باسم الأفرو أوراسيا على الرغم من تقسيمها إلى إفريقيا وأوروبا وآسيا حوالي 3280000 ميل مربع، وتضم أمريكا الشمالية والجنوبية مجتمعة حوالي 16.428.000 ميل مربع في حين تبلغ مساحة القارة المتجمدة في أنتاركتيكا 5.405.000 ميل مربع، وتبلغ مساحة أستراليا حوالي 2.970.000 ميل مربع، وتجدر الإشارة إلى أن الأرض تميل على محورها بمقدار 23.4 درجة مما يعني أن أشعة الشمس تسقط بشكل غير متساو على سطح كوكب الأرض على مدار العام.^[٥]

التاريخ الجيولوجي للأرض

قبل توضيح نظريات نشأة الأرض تجدر الإشارة الى أن طبقات الصخور في الأرض تحتوي على أدلة جيولوجية على العمليات التطورية التي خضعت لها هذه المكونات من البيئة الأرضية خلال الأوقات التي تشكلت فيها كل طبقة، وأقدم صخور معروفة هي الأمفيبوليتات، ويبلغ عمر هذه الصخور حوالي 4.28 مليار سنة، وفي الواقع هناك ما يقرب من 300 مليون سنة لا يوجد لها سجل جيولوجي للصخور مما يُصعّب الأمر على الجيولوجيين في تحديد بعض الحقب الزمنية، ومن المتفق عليه على نطاق واسع من قبل كلٍّ من الجيولوجيين وعلماء الفلك أن استنتاج عمر كوكب الأرض يعود إلى التحليل النظري للعديد من النيازك وكذلك لعينات التربة والصخور من القمر بواسطة طرق التأريخ بالاعتماد على الروبيديوم والسترونتيوم واليورانيوم والرصاص لحساب الوقت التقريبي لتكوين الصخور ومن ثمّ حساب عمر كوكب الأرض، وتشير النماذج المطوّرة لنظائر الرصاص في النيازك وانحلال الهافنيوم 182 إلى التنغستن 182 في الوشاح الأرضي إلى أن ما يقرب من 100 مليون سنة مرّت على عمر الأرض وأحدثت فيها تغيّرًا جيولوجيًا ملحوظًا عن الحقب الزمنية السابقة.^[٦]

وقد أصبحت الزيادة في درجة الحرارة كافية لتسخين الكوكب بأكمله، ونتج عن ذلك ذوبان وسريان الكثير من السوائل التي كانت خفيفة الجاذبية وبالتالي ارتفعت نحو السطح وتبلورت لتشكيل القشرة الأولى، وفي هذه الأثناء انفصلت سوائل أثقل غنية بالحديد والنيكل، وكانت أخفّ العناصر المتطايرة قادرة على الصعود والهروب من خلال إطلاق الغازات والتي قد تكون مرتبطة بالنشاط البركاني السطحي.^[٦]

نظريات نشأة الأرض

لتوضيح نظريات نشأة الأرض تجدر الإشارة إلى أن هناك الكثير من التفسيرات التي تتضمن أبعادًا مختلفة لبداية تكوين الأرض منذ أزمنة بعيدة، ونظريات نشأة الأرض ليست واحدة أو اثنين بل هي تتجاوز عشرات النظريات والتي ترتكز كلٌّ منها على أدلة يبدو بعضها منطقيًا بينما البعض الآخر قد يحتاج إلى مزيد من الأبحاث، ويمكن بسهولة ملاحظة أن نظريات نشأة الأرض قد تتطورت بمرور الوقت مع تطور أدوات التكنولوجيا التي ساعدت الإنسان على اكتشاف طبيعة الكون ولو بشكل محدود، ويمكن توضيح عددًا من نظريات نشأة الأرض فيما يأتي:^[٧]

النظرية الأولى

تفترض هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن الحياة على الأرض بدأت منذ أكثر من 3 مليارات عام حيث تطورت من أبسط الميكروبات إلى مجموعة هائلة من عناصر الحياة، وتفترض تلك النظرية من نظريات نشأة الأرض أن نشوء الحياة إنما حدث بسبب شرارة كهربائية، فقد يكون البرق قد وفّر الشرارة اللازمة لبدء الحياة، ويمكن أن تكون الشرارة الكهربائية قد نتجت بشكل آخر من أحماض أمينية وسكريات في جو مليء بالماء والميثان والأمونيا والهيدروجين كما هو موضح في تجربة يوري ميللر الشهيرة في عام 1953 مما يشير إلى أن البرق ربما يكون ساعد في إنشاء اللبنات الأساسية للحياة على الأرض، وتقترح هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن السحب البركانية في الأزمنة القديمة ربما كانت تحتوي على الميثان والأمونيا والهيدروجين وتعتمد هذه النظرية على دور البرق والصواعق كعامل مهم في نشأة الحياة.^[٧]

النظرية الثانية

هي من أهم نظريات نشأة الأرض، وهي تشير إلى أن أول جزيئات حية قد تكونت فوق الطين وفقًا لفكرة الكيميائي ألكساندر جراهام كيرنز سميث في جامعة جلاسجو في اسكتلندا، وربما لم تكن هذه الأسطح الطينية قد حملت هذه المركبات العضوية معًا فحسب بل ساعدت أيضًا في تنظيمها في أنماط تشبه إلى حد كبير الجينات البشرية بمفهومها الآن، وتفترض هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن البلورات المعدنية في الطين يمكن أن ترتب جزيئات عضوية في هيئة معينة تنتج عنها الحياة.^[٧]

النظرية الثالثة

تفترض هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن الحياة نشأت في أعماق البحار عند فتحات الينابيع الحرارية المائية العميقة التي تنثر الجزيئات الغنية بالهيدروجين، وعندئذٍ يمكن أن يتم تركيز هذه الجزيئات معًا وتوفير محفزات معدنية للتفاعلات الحرجة التي تحدث بشكل متسارع في نفس الوقت، وحتى الآن فإن هذه الفتحات الغنية بالطاقة الكيميائية والحرارية تدعم النظم الإيكولوجية الحيوية.^[٧]

النظرية الرابعة

هي أيضًا من أهم نظريات نشأة الأرض إذ يعتقد بعض العلماء أن الجليد ربما يكون قد غطى المحيطات منذ ثلاثة مليار سنة حين كانت كتلة الشمس أقل مما هي عليه الآن، وتفترض هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن طبقات الجليد التي تكونت والتي ربما يصل سمكها إلى مئات الأقدام قد تحمي المركبات العضوية الهشة في الماء الموجود أسفل الجليد من الأشعة فوق البنفسجية ومن التدمير بسبب التأثيرات الكونية، فيُعتقد أن يكون البرد قد ساعد هذه الجزيئات على البقاء لفترة أطول مما سمح بحدوث ردود فعل ينتج عنها الحياة.^[٧]

النظرية الخامسة

تفترض هذه النظرية من نظريات نشأة الأرض أن الحمض النووي يتكون في الأساس من بروتينات، ويُعتقد أن الحياة تعود في الأساس لتلك الأحماض التي تقوم بتخزين معلومات مثل الحمض النووي DNA، والحمض النووي مسؤول عن وظائف عديدة في الكائنات الحية بما في ذلك العمل كمفتاح إيقاف تشغيلي لبعض الجينات، ويعتقد بعض العلماء أن الحمض النووي ربما يكون قد وُجد على الأرض تلقائيًا، وربما بدأت الحياة مع أحماض تتفاعل مع بعضها البعض في دورات التفاعلات المختلفة، حيث كانت تحتوي تلك الأحماض على ما يُشبه أغشية الخلايا وبمرور الوقت تطورت إلى جزيئات أكثر تعقيدًا.^[٧]

دوران الأرض

بعد توضيح نظريات نشأة الأرض تجدر الإشارة إلى أن دوران الأرض هو مقدار الوقت الذي يستغرقه الدوران مرة واحدة على محوره، ويحدث مرة واحدة يوميًا، أي كل 24 ساعة، ومع ذلك فهناك في الواقع نوعان مختلفان من الدوران، إذ تستغرق الأرض زمنًا لتدور حول محورها مرة واحدة حتى تعود إلى نفس الاتجاه، ثم تستغرق زمنًا آخرًا لتدور حول الشمس حتى تعود إلى نفس المكان، وفي الحقيقة وعلى وجه الدقة تستغرق الأرض حوالي 23 ساعة و 56 دقيقة و 4.09 ثانية لتدور مرة واحدة على محورها، وقد يكون هذا بسبب أن الأرض تدور حول الشمس لتكمل مدارًا في أكثر من 365 يومًا، ونظرًا لأن هذا النوع من القياس يعتمد على موضع الأرض بالنسبة للنجوم فإن الفلكيين يستخدمونه كنظام لحفظ الوقت ولتتبع مكان ظهور النجوم، وتجدر الإشارة إلى أن الأرض والشمس لا تدوران في دوائر نموذجية، ويُعرف هذا باسم قانون كيبلر الأول والذي ينص على أن مدار أي كوكب حول الشمس هو شكل بيضاوي يكون أثناء دورانه مع مركز كتلة الشمس في بؤرة واحدة.^[٨]

الغلاف الجوي للأرض

الغلاف الجوي لكوكب الأرض هو طبقة من الغازات المحيطة بكوكب الأرض مثل النيتروجين والأكسجين اللذان يمثلان حوالي 99 % من الغازات الموجودة في الهواء الجاف، ويكوِّن الأرجون وثاني أكسيد الكربون والهيليوم والنيون وغيرها من الغازات أجزاءًا دقيقة من الغلاف الجوي، وبخار الماء والغبار هما أيضًا جزء من الغلاف الجوي للأرض، ووزن الغلاف الجوي يساوي طبقة من الماء يزيد عمقها عن 10 أمتارًا، ويحتوي الجزء السفلي منه والممتد إلى حوالي 30 كيلو متر على حوالي 98 % من كتلته، والعديد من الغازات الموجودة في الغلاف الجوي تم إطلاقها بواسطة البراكين في الأزمنة القديمة، وفي ذلك الوقت كان هناك القليل من الأكسجين الحر، حيث تكوّن الأكسجين الحر من جزيئات الأكسجين غير المرتبطة بعنصر آخر مثل الكربون لتكوين ثاني أكسيد الكربون أو الهيدروجين لتكوين الماء، ويعمل الغلاف الجوي كمرشّح ضخم؛ فهو يمنع معظم الأشعة فوق البنفسجية مع السماح بوصول أشعة الشمس الدافئة، فالأشعة فوق البنفسجية ضارة بالكائنات الحية.^[٩]

مناخ كوكب الأرض

تحافظ الشمس على متوسط ​​درجة حرارة للأرض عند حوالي 60 درجة فهرنهايت أي حوالي 16 درجة مئوية في نطاق يسمح بالحياة البيولوجية ويحافظ على مستودعات المياه السائلة في الكوكب، وتؤدي الاختلافات الفلكية والدروع الجوية الطبيعية إلى انحراف سقوط الإشعاع الشمسي الوارد إلى سطح الأرض، وتجدر الإشارة إلى أن الهواء الدافئ المملوء بالرطوبة يرتفع عند خط الاستواء ويتدفق باتجاه القطبين، وتعمل تيارات ورياح المحيط على إعادة توزيع الحرارة والرطوبة في جميع أنحاء العالم مما يخلق مناطق مناخية مختلفة، وتتميز المناطق المناخية بأنماط مختلفة لهطول الأمطار السنوية ودرجات الحرارة، وتؤثر الرياح والمحيطات في الطقس المحلي طويل وقصير الأجل بما يؤثر على تطور نمو النباتات والحيوانات المكيفة بيئيًا، ويمكن أن تؤدي التغييرات في العوامل الفلكية والجوية إلى تغير المناخ العالمي مع مرور الوقت، ويتم تصنيف المناطق المناخية للأرض وفقًا لمتوسط ​​درجة الحرارة وتراكم هطول الأمطار.^[١٠]

المراجع

1. ↑ "Solar System Facts: A Guide to Things Orbiting Our Sun", www.space.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
2. ↑ "How Many Stars Are In The Universe?", www.space.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
3. ↑ "How Many Moons?", spaceplace.nasa.gov, Retrieved 08-01-2020. Edited.
4. ^ ^{أ ب} "Solar system", www.britannica.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
5. ^ ^{أ ب} "Earth: Facts About Our Planet", www.livescience.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
6. ^ ^{أ ب} " Geologic history of Earth ", www.britannica.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
7. ^ ^{أ ب ت ث ج ح} "7 Theories on the Origin of Life", www.livescience.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
8. ↑ "What is the Rotation of the Earth?", www.universetoday.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.
9. ↑ "atmosphere", www.nationalgeographic.org, Retrieved 08-01-2020. Edited.
10. ↑ "Global Climate", www.encyclopedia.com, Retrieved 08-01-2020. Edited.