النظريات التي فسرت نشأة الأرض
تُفسَّر نشأة الأرض (بالإنجليزية: Earth Formation) من خلال نظريتين؛ وذلك لأنّ نشأة الكواكب التي تدور حول الشمس ما زالت محلّ نقاش بين العلماء حتّى اليوم.
نظرية التراكم المركزي
تَنُصّ نظرية التراكم المركزي (بالإنجليزية: The Core Accretion Model) على أنّ النظام الشمسي كان سحابةً ضخمةً من الغبار والغازات التي تُعرف بالسديم الشمسي (بالإنجليزية: Solar Nebula) قبل تكوّن الأرض، وهذه الجزيئات عندما بدأت بالدوران انهارت على نفسها بفعل الجاذبية، ممّا أدّى إلى تكوين الشمس في مركز السديم.
وعليه فإنّ الرياح الشمسية دفعت الجزيئات الأخفّ وزناً بعيداً، تاركةً التكتّلات الصخرية الثقيلة التي تكوّنت بسبب تجمّع الحبيبات الصغيرة مع بعضها البعض.
تسبّب تجمّع التكتلات الصخرية في تكوين عوالم صغيرة مثل كوكب الأرض، حيث أدّى ذلك إلى تكوين مركز الأرض في البداية، وبعد ذلك استمرّت المواد الأعلى كثافة بالنزول نحو المركز، ثمّ كوّنت المواد الخفيفة القشرة الأرضية.
كما يُذكر أنّ الجاذبية الأرضية تمكّنت من حبس بعض العناصر الأخفّ وزناً والتي كوّنت الغلاف الجوي فيما بعد.
لكنّ نظرية التراكم المركزي واجهت عدّة مشكلات منعت تعميمها منها ما يأتي:
- عجزها عن تفسير تكوّن الكواكب الغازية العملاقة؛ لأن الكواكب العملاقة كانت تحتاج أن تتطوّر بشكل فائق السرعة لتستطيع احتواء كتلة الغازات الخفيفة الهائلة المكوّنة لها، حيث أنّ الكواكب العملاقة تحتاج ملايين السنين لإتمام هذه العملية وفقاً للنماذج المقترحة، ويُعتبر هذا الزمن أطول من عمر تواجد الغازات الخفيفة في بداية تكوّن النظام الشمسي أصلاً.
- عجزها عن تقديم تفسير لعدم حدوث هجرة للكواكب، والتي تُعرّف على أنّها نزوح الكواكب الصغيرة في بداية تكوّنها بشكل حلزوني نحو الشمس لتبتلعها خلال وقت قصير من ذلك.
نظرية عدم استقرار القرص
تَنُصّ نظرية عدم استقرار القرص (بالإنجليزية: The disk instability model) على أنّ تكتلات من الغازات والغبار كانت موجودةً أصلاً في بدايات تكوّن النظام الشمسي، ثمّ اندمجت ببطء مع الكواكب العملاقة بمرور الوقت، حيث أدّى ذلك إلى تكوّن تلك الكواكب بشكل أسرع من منافسيها المُتكوّنين بفعل التراكم المركزي، ممّا جعل تلك الكواكب تمتلك جاذبيةً قادرةً على احتواء الغازات خفيفة الوزن.
ويُذكر أنّ هذه العملية يُمكن أن تستغرق ألف سنة فقط، وذلك يُمكّن أيضاً هذه الكواكب من الوصول إلى كتلة تجعلها تستقرّ في مداراتها ممّا يحفظها من الموت والهجرة نحو الشمس.
تاريخ نشأة الأرض
ترتبط نشأة الأرض بنشأة النظام الشمسي بشكله الحالي قبل 4.5 مليار سنة، فكوكب الأرض هو الكوكب الثالث بالنسبة للشمس، ومن الجدير بالذكر أنّ اللب تكوّن أولاً ثمّ الستار ثمّ القشرة الأرضية، بفعل الجاذبية التي أثّرت على غبار وغازات السديم تماماً مثل الكواكب الأخرى.
التاريخ الجيولوجي للأرض
مرّ التاريخ الجيولوجي للأرض بعدة مراحل؛ وهي كالآتي:
فترة ما قبل العصر الجيولوجي
يعود تاريخ الأرض إلى 4.6 مليار سنة تقريبًا، وذلك بناءً على التحليل النظائري للعديد من النيازك وعينات التربة، وكذلك دراسة أقدم الصخور المعروفة؛ وهي عبارة عن رواسب بركانية خضراء اللون تشكل حزام الحجر الأخضر في كيبيك في كندا؛ وتسمى (Nuvvuagittuq).
وبالرغم من ذلك؛ فإنّ هناك فترة تمتد لما يقرب من 300 مليون سنة لم يُسجل فيها أي سجل جيولوجي للصخور.
تكوين الغلاف الجوي الثانوي
ساهم النشاط البركاني في تكوين الغلاف الجوي الثانوي، ولكن كانت الغازات المكونة للأرض مختلفة تمامًا عن الغازات المنبعثة من البراكين الحديثة، ولذلك اختلف تكوين الغلاف الجوي الثانوي المبكر عن تكوين الغلاف الجوي الحديث؛ فالغازات البركانية الحديثة لا توفر الأكسجين.
لذلك يُعتقد أنّ الغلاف الجوي الثانوي قبل 4 مليارات إلى 2.5 مليار سنة كان غير مؤكسد، فوضع العلماء عمليتيَن محتملتيَن لتطور الأكسجين الحر الذي يشكل جزءًا كبيرًا من الغلاف الجوي؛ الأولى؛ أنّ الأشعة فوق البنفسجية وفرت الطاقة الكافية لتفتيت بخار الماء إلى الهيدروجين والأكسجين الحر.
وكانت العملية الثانية عضوية، عن طريق التمثيل الضوئي الذي أصبح سائدًا بوجود الكائنات الحية البدائية؛ مثل الطحالب الخضراء المزرقة التي تُسبب تفاعل ثاني أسيد الكربون مع الماء عن طريق التمثيل الضوئي، ولإنتاج الكربوهيدرات الضرورية للنمو والوظائف الحيوية، وينتج عن هذه العملية إطلاق الأكسجين الحر.
تطور المحيطات
تكونت المحيطات بسبب النشاط البركاني الذي شكل الغلاف الجوي لكوكب الأرض، والذي أطلق موادًا متطايرة عديدة تشمل أيضًا بخار الماء الساخن؛ والذي تكاثف وهطل ليشكل المحيطات المبكرة عندما برد سطح الأرض إلى ما دون 100 درجة مئوية.
علاقة نشأة الأرض بنظرية الانفجار العظيم
يخلط الكثير من الناس بين نشأة الأرض ونشأة الكون عند حدوث الانفجار العظيم ، حيث تَنُصّ نظرية الانفجار العظيم على أنّ الكون كان كتلةً كثيفةً صغيرةً واحدةً محتجزةً في ذرّة أولية.
وبعد فترة يصعب تحديدها تتراوح ما بين 10-20 مليار سنة من تكوّنها حدث انفجار هائل تسبّب في توسّع هذه الكتلة أو الذرّة الأولية الكثيفة جداً بشكل خاطف وسريع، ممّا أدى إلى انتشار المادة والطاقة التي كانت محتجزةً فيها في الفراغ الشاسع.
ومع توسّع الكون انخفضت درجة حرارته، فبدأت العناصر بالتشكّل، حيث كوّنت العناصر الأبسط النجوم التي شكّلت المجرات بعد ذلك، ونشأت الأرض تقريباً بعد 9 مليار سنة من حدوث الانفجار العظيم وليس مباشرةً بعده كما هو شائع.
