الأرض المبكرة

تصور فني لسطح كوكب الأرض في بداياته
تصوير الفنان لاصطدام الأرض البدائية وثيا

تُعرف الأرض المبكرة ، أو الأرض البدائية ، بشكل عام بأنها الأرض في أول مليار سنة - أو مليار سنة (10 ^9  سنة أو Ga) - من تاريخها الجيولوجي ، [ 1 ] منذ تكوينها الأولي في النظام الشمسي الفتي قبل حوالي 4.55 مليار سنة (Gya)، وحتى نهاية حقبة الإيوركيان قبل حوالي 3.5  مليار سنة. [ 2 ] على المقياس الزمني الجيولوجي ، يشمل هذا دهر الهاديان بأكمله وحوالي ثلث دهر الأركيان ، بدءًا من تكوين الأرض قبل حوالي 4.6  مليار سنة، [ 3 ] وانتهاءً ببداية حقبة الباليوركيان قبل 3.6  مليار سنة.

شهدت هذه الفترة من تاريخ الأرض تكوّن الكوكب من السديم الشمسي عبر عملية تُعرف بالتراكم ، وانتقال غلافه الجوي من غلاف جوي أولي غني بالهيدروجين والهيليوم، مُجمّع من القرص الكوكبي الأولي، إلى غلاف جوي ثانوي مُختزل غني بالنيتروجين والميثان وثاني أكسيد الكربون . وتضمنت هذه الفترة أحداث اصطدام شديدة، حيث بدأت الأرض الأولية الفتية، وهي كوكب أولي بكتلة تُقارب 0.63 كتلة الأرض ، [ 4 ] بتطهير محيطها ، بما في ذلك الاصطدام المبكر الذي أدى إلى تكوّن القمر مع ثيا - وهو كوكب يدور في مدار مشترك بحجم المريخ ، يُرجّح أنه انحرف عن نقطة لاغرانج L4 [ 5 ] - حوالي 0.032 مليار سنة بعد تكوّن النظام الشمسي، [ 6 ] مما أسفر عن سلسلة من محيطات الصهارة وحلقات من تكوّن النواة . [ 7 ] بعد تكوّن النواة ، ربما تكون النيازك أو المذنبات القادمة من النظام الشمسي الخارجي قد نقلت الماء ومركبات متطايرة أخرى إلى وشاح الأرض وقشرتها وغلافها الجوي القديم في قصف مكثف يُعرف باسم "الطبقة الخارجية المتأخرة" . [ 8 ] ومع برودة سطح الأرض تدريجيًا وتكوّن قشرة مستقرة ولكنها متطورة خلال حقبة الهاديان، تكثف معظم بخار الماء من الغلاف الجوي وهطل على شكل محيط هائل غطى تقريبًا كامل سطح الأرض، [ 9 ] [ 10 ] محولًا كوكب الأرض، الذي كان في الأصل كوكبًا بركانيًا في حقبة الهاديان، إلى كوكب محيطي في بداية حقبة الأركي، حيث ظهرت أقدم أشكال الحياة المعروفة بعد ذلك بوقت قصير. 

على الرغم من قلة المواد القشرية المتبقية من هذه الفترة، فإن أقدم صخرة مؤرخة هي معدن الزركون الذي يبلغ عمره 4.404 ± 0.008  مليار سنة، والمحاط بتكتل من الحجر الرملي المتحول في تلال جاك التابعة لمنطقة نارير نايس في غرب أستراليا . [ 11 ] أما أقدم التضاريس فوق القشرية (مثل حزام إيسوا الصخري الأخضر ) فتعود إلى النصف الأخير من هذه الفترة، أي حوالي 3.8 مليار سنة، في نفس وقت ذروة القصف الشديد المتأخر تقريبًا . 

تاريخ

تشير الأدلة المستقاة من التأريخ الإشعاعي ومصادر أخرى إلى أن الأرض تشكلت قبل حوالي 4.54 مليار سنة . [ 12 ] [ 13 ] [ 14 ] وتقترح النظرية السائدة حاليًا لتكوين الكواكب أن الكواكب مثل الأرض تتشكل في غضون 50 إلى 100 مليون سنة، إلا أن العمليات والأطر الزمنية البديلة المقترحة حديثًا أثارت نقاشًا مستمرًا في أوساط علماء الكواكب. [ 15 ] فعلى سبيل المثال، في يونيو 2023، أفاد فريق من العلماء بوجود أدلة تشير إلى أن الأرض ربما تكونت في غضون ثلاثة ملايين سنة فقط. [ 16 ] [ 15 ] وفي الآونة الأخيرة، تبين أن اللبنات الكيميائية الأساسية للأرض البدائية قد تشكلت في غضون حوالي 3 ملايين سنة من تشكل النظام الشمسي أثناء تبدد القرص الكوكبي الأولي، بينما اكتمل تراكم الكوكب بالكامل في غضون حوالي 70 مليون سنة. [ 17 ]

خلال المليار سنة الأولى من تكوين الأرض، [ 18 ] [ 19 ] [ 20 ] [ 21 ] ظهرت الحياة في محيطاتها وبدأت تؤثر على غلافها الجوي وسطحها، مما عزز انتشار الكائنات الهوائية واللاهوائية . ومنذ ذلك الحين، سمحت عوامل عدة، منها بُعد الأرض عن الشمس ، وخصائصها الفيزيائية ، وتاريخها الجيولوجي، بظهور الحياة ، وتطوير عملية التمثيل الضوئي ، ثم تطورها وازدهارها لاحقًا . وقد نشأت أقدم أشكال الحياة على الأرض قبل 3.5 مليار سنة على الأقل. [ 22 ] [ 23 ] [ 24 ] وتشمل الأدلة المبكرة المحتملة على وجود الحياة الجرافيت ، الذي قد يكون ذا أصل بيولوجي ، في صخور رسوبية متحولة عمرها 3.7 مليار سنة تم اكتشافها في جنوب غرب جرينلاند [ 25 ] ، وحبيبات الزركون التي يبلغ عمرها 4.1 مليار سنة في غرب أستراليا . [ 26 ] [ 27 ]

في نوفمبر 2020، أفاد فريق دولي من العلماء بدراسات تشير إلى أن الغلاف الجوي البدائي للأرض في بداياتها كان مختلفًا تمامًا عن الظروف المستخدمة في دراسات ميلر-يوري التي تناولت أصل الحياة على الأرض. [ 28 ]

انظر أيضاً

مراجع

  1. رانكاما، كاليرفو (مايو 1967). "ميغا سنة وجيغا سنة: وحدتان للزمن الجيولوجي" . مجلة نيتشر . 214 (5088): 634. رمز Bibcode : 1967Natur.214..634R . doi : 10.1038/214634a0 . ISSN 1476-4687 . 
  2. فاتسلاف سيليك، محرر. (2009). "الأرض المبكرة". نظام الأرض: التاريخ والتغير الطبيعي، المجلد الأول . دار نشر إيولس. ص 98. ISBN  978-1-84826-104-4.
  3. "المخطط الزمني الطبقي الدولي 2015" (ملف PDF) . ICS . تم الاطلاع عليه بتاريخ 23 يناير 2016 .
  4. لامير، هيلموت؛ براسر، رامون؛ يوهانسن، أندرس؛ شيرف، مانويل؛ لايتزينجر، مارتن (22 ديسمبر 2020). "تكوين الزهرة والأرض والمريخ: مقيد بالنظائر" . مجلة مراجعات علوم الفضاء . 217 (1) 7. سبرينغر نيتشر . arXiv : 2102.06173 . doi : 10.1007/s11214-020-00778-4 . تاريخ الاسترجاع: 24 أغسطس 2025 .
  5. بيلبرونو، إدوارد؛ جوت، ج. ريتشارد الثالث (مارس 2005). "من أين أتى القمر؟" . المجلة الفلكية . 129 (3). دار نشر IOP ، الجمعية الفلكية الأمريكية : 1724-1745. arXiv : astro -ph/0405372 . doi : 10.1086/427539 . تاريخ الاسترجاع: 10 أغسطس 2025 .
  6. يو، غانغ؛ جاكوبسن، شتاين ب. (17 أكتوبر 2011). "التراكم السريع للأرض مع اصطدام عملاق متأخر لتكوين القمر" . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم . 108 (43). الأكاديمية الوطنية للعلوم : 17604-17609 . doi : 10.1073/pnas.1108544108 . PMID 22006299 . 
  7. كارلسون، ريتشارد دبليو؛ غارنيرو، إدوارد؛ هاريسون، تي. مارك؛ لي، جي؛ مانغا، مايكل؛ ماكدونو، ويليام إف؛ موخوبادياي، سوجوي؛ رومانوفيتش، باربرا ؛ روبي، ديفيد (2014-01-01). "كيف أصبحت الأرض في بداياتها عالمنا الحديث؟" . المراجعة السنوية لعلوم الأرض والكواكب . 42 (1): 151-178 . Bibcode : 2014AREPS..42..151C . doi : 10.1146/annurev-earth-060313-055016 .
  8. دريك، مايكل جيه؛ رايتر، كيفن (7 مارس 2002). "تحديد تركيب الأرض". مجلة نيتشر . 416 (6876): 39-44 . رمز Bibcode : 2002Natur.416...39D . doi : 10.1038 / 416039a . ISSN 0028-0836 . PMID 11882886. S2CID 4380038 .   
  9. دونغ، جونجي؛ فيشر، ريبيكا أ.؛ ستيكسرود، لارس ب.؛ ليثجو-بيرتيلوني، كارولينا ر. (9 مارس 2021). "تحديد حجم محيطات الأرض المبكرة باستخدام نموذج سعة تخزين المياه في الوشاح المعتمد على درجة الحرارة" . مجلة AGU Advances . 2 (1) e2020AV000323. الاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . doi : 10.1029/2020AV000323 . تاريخ الاسترجاع : 24 أغسطس 2025 .
  10. كوريناغا، جون (2018-10-01). "تطور القشرة الأرضية وديناميكيات الوشاح عبر تاريخ الأرض" . المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية أ: العلوم الرياضية والفيزيائية والهندسية . 376 ( 2132) 20170408. الجمعية الملكية . doi : 10.1098/rsta.2017.0408 . eISSN 1471-2962 . ISSN 1364-503X . PMC 6189559. PMID 30275159 .    
  11. وايلد، سيمون أ.؛ فالي، جون و.؛ بيك، ويليام هـ.؛ غراهام، كولين م. (11 يناير 2001). "أدلة من الزركون الرسوبي على وجود قشرة قارية ومحيطات على الأرض قبل 4.4 مليار سنة: ملخص: نيتشر". نيتشر . 409 ( 6817): 175-178 . Bibcode : 2001Natur.409..175W . doi : 10.1038/35051550 . ISSN 0028-0836 . PMID 11196637. S2CID 4319774 .   
  12. "عمر الأرض" . هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. 1997. مؤرشف من الأصل في 23 ديسمبر 2005. تم الاطلاع عليه في 10 يناير 2006 .
  13. دالريمبل، جي. برنت (2001). "عمر الأرض في القرن العشرين: مشكلة تم حلها (إلى حد كبير)". منشورات خاصة، الجمعية الجيولوجية في لندن . 190 (1): 205-221 . Bibcode : 2001GSLSP.190..205D . doi : 10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14 . S2CID 130092094 . 
  14. مانيسا، جيرار؛ أليغر، كلود جيه؛ دوبريا، برنارد؛ وهاملين، برونو (1980). "دراسة نظائر الرصاص في المركبات الطبقية القاعدية-فوق القاعدية: تكهنات حول عمر الأرض وخصائص الوشاح البدائي". رسائل علوم الأرض والكواكب . 47 (3): 370-382 . Bibcode : 1980E & PSL..47..370M . doi : 10.1016/0012-821X(80)90024-2 .
  15. 1 2 أونيت، إسحاق ج.؛ وآخرون . (14 يونيو 2023). "قيود نظائر السيليكون على تراكم الكواكب الأرضية" . مجلة نيتشر . 619 (7970): 539-544 . Bibcode : 2023Natur.619..539O . doi : 10.1038/s41586-023-06135- z . PMC 10356600. PMID 37316662. S2CID 259161680 .    
  16. باتيل، كاشا (16 يونيو 2023). "لدى العلماء نظرية مثيرة للجدل حول كيفية تشكل الأرض وسرعة تشكلها" . صحيفة واشنطن بوست . تاريخ الاطلاع: 17 يونيو 2023 .
  17. كروتاش، باسكال م.؛ ميزجر، كلاوس (2025). "زمن تكوين خزانات الأرض البدائية ونضوب العناصر المتطايرة من خلال التأريخ الزمني باستخدام نظائر المنغنيز- الكروم 53 " . مجلة ساينس أدفانسز . 11 eadw1280. doi : 10.1126/sciadv.adw1280 . PMC 12315982 . 
  18. دالريمبل، جي بي (1991). عمر الأرض . كاليفورنيا: مطبعة جامعة ستانفورد. ISBN 978-0-8047-1569-0.
  19. نيومان، ويليام ل. (9 يوليو 2007). "عمر الأرض" . خدمات النشر، هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية . تم الاطلاع عليه بتاريخ 20 سبتمبر 2007 .
  20. دالريمبل، جي. برنت (2001). "عمر الأرض في القرن العشرين: مشكلة تم حلها (إلى حد كبير)" . الجمعية الجيولوجية، لندن، منشورات خاصة . 190 (1): 205-221 . Bibcode : 2001GSLSP.190..205D . doi : 10.1144/GSL.SP.2001.190.01.14 . S2CID 130092094. تاريخ الاسترجاع: 20 سبتمبر 2007 . 
  21. ستاسن، كريس (10 سبتمبر 2005). "عمر الأرض" . أرشيف TalkOrigins . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 ديسمبر 2008 .
  22. شوبف، جيه دبليو، كودريافتسيف، إيه بي، تشايا، إيه دي، وتريباثي، إيه بي. (2007). أدلة على وجود حياة في العصر الأركي: الستروماتوليتات والأحافير الدقيقة. أبحاث ما قبل الكمبري 158: 141-155.
  23. شوبف، جيه دبليو (2006). الأدلة الأحفورية على الحياة الأركية. المعاملات الفلسفية للجمعية الملكية بلندن، العلوم البيولوجية 29؛ 361 (1470) 869-85.
  24. ↑ هاميلتون رافين ، بيتر؛ بروكس جونسون، جورج (2002). علم الأحياء . ماكجرو هيل للتعليم. ص 68. ISBN  978-0-07-112261-0تم الاطلاع عليه بتاريخ 7 يوليو 2013 .
  25. ^ أوتومو ، يوكو. كاكيجاوا، تاكيشي؛ إيشيدا، أكيزومي؛ وآخرون . (يناير 2014). “دليل على وجود الجرافيت الحيوي في الصخور الرسوبية المبكرة في العصر الأركي إيسوا”. علوم الأرض الطبيعية . 7 (1): 25– 28. بيب كود : 2014NatGe...7...25O . دوى : 10.1038/ngeo2025 . ردمك 1752-0894 .  
  26. بورنشتاين، سيث (19 أكتوبر 2015). "دلائل على وجود حياة على ما كان يُعتقد أنه أرض قاحلة في بداياتها" . إكسايت . يونكرز، نيويورك: شبكة مايندسبارك التفاعلية . أسوشيتد برس . مؤرشف من الأصل في 23 أكتوبر 2015. تم الاطلاع عليه في 20 أكتوبر 2015 .
  27. بيل، إليزابيث أ.؛ بوهنيك، باتريك؛ هاريسون، ت. مارك؛ وآخرون . (19 أكتوبر 2015). "كربون ذو أصل بيولوجي محتمل محفوظ في زركون عمره 4.1 مليار سنة" (ملف PDF) . وقائع الأكاديمية الوطنية للعلوم في الولايات المتحدة الأمريكية . 112 (47): 14518-21 . Bibcode : 2015PNAS..11214518B . doi : 10.1073/pnas.1517557112 . ISSN 1091-6490 . PMC 4664351. PMID 26483481. تاريخ الاسترجاع : 20 أكتوبر 2015 .    طبعة مبكرة، نُشرت على الإنترنت قبل الطباعة.
  28. زيورخ، إيث (29 نوفمبر 2020). "كشف أسرار الغلاف الجوي البدائي للأرض قبل 4.5 مليار سنة وظهور الحياة" . تم الاطلاع عليه بتاريخ 30 نوفمبر 2020 .
  29. أرني، جي إن ؛ ميدوز، في إس؛ دوماغال-غولدمان، إس دي؛ كلير، إم؛ شويترمان، إي. (2014). " النقطة البرتقالية الباهتة: التأثيرات الطيفية للأرض الضبابية في بداياتها" . ملخصات اجتماع الخريف للاتحاد الجيوفيزيائي الأمريكي . 2014. رمز Bibcode : 2014AGUFMPP53A1202A .
  30. "فريق ناسا يتطلع إلى الأرض القديمة أولاً لدراسة الكواكب الخارجية الضبابية - ناسا" . 8 فبراير 2017.