شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است

شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است
شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است

زمین از زمان شکل گیری در حدود 4.5 میلیارد سال پیش تاریخ طولانی و پیچیده ای داشته است. ما به طور دقیق نمی دانیم که در آن زمان خانه ما به چه شکل بوده اما به طور قطع می دانیم که شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است.

زمین در ابتدا یک توپ مذاب بود که در نهایت سرد و متمایز شد. احتمالا و برطبق فرضیه ها ماه از برخورد زمین و سیارکی به نام تیا شکل گرفت. و در سال های بعدی اقیانوس ها پدید آمده و در مقطعی از زمان حدود 4 میلیارد سال پیش، حیات ساده بر روی سیاره ما پدیدار شد.

دانشمندان سخت تلاش کرده اند تا جدول زمانی دقیقی از تاریخ زمین را پر کنند اما انبوهی از دوره‌های مهم و نامفهوم برای ما، در این جدول زمانی وجود دارد که در ک آن ها تبدیل به اهداف مهمی برای دانشمندان شده‌اند. یکی از آن ها مربوط به اشعه ماوراء بنفش و اثرات آن بر زندگی اولیه است.

یک مطالعه جدید اثرات پرتوهای فرابنفش را بر شکل‌های اولیه حیات زمین و تاثیر آن بر شکل گیری جهان ما را بررسی می‌کند. خورشید زمین را با پرتوهای فرابنفش بمباران می کند که برای زندگی خطرناک است. اشعه ماوراء بنفش حدود ده درصد از تابش خورشید را تشکیل می دهد. بیشتر آن اشعه یونیزان نیست اما می تواند به DNA آسیب رسانده و باعث آفتاب سوختگی و سرطان پوست شود.

خوشبختانه برای ما، لایه اوزون زمین (لایه O3) یک سپر محافظ در برابر اشعه UV است و بین 97 تا 99 درصد از نور فرابنفش ​​خورشید را دفع می کند. اما اثربخشی لایه اوزون به محتوای اکسیژن در جو زمین بستگی دارد و این محتوا در طول زمان در نوسان است. بارزترین تغییر در محتوای اکسیژن اتمسفر زمین در رویداد بزرگ اکسیژن رسانی (GOE) رخ داد.

GOE که بین 2.4 تا 2 میلیارد سال پیش رخ داده است، سطح اکسیژن اتمسفر زمین را از صفر به حدود 21 درصد افزایش داد. دانشمندان ظهور سیانوباکتری ها (جلبک سبز آبی) را مسبب این اتفاق می دانند. سیانوباکتری ها حدود 2.7 میلیارد سال پیش ظاهر شدند و از فتوسنتز برای تولید انرژی استفاده کردند که محصول فرعی تمام آن اکسیژن بود.

شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است
GOE، دوره ای که دانشمندان معتقدند آغاز حضور دائمی اکسیژن در جو است، از 2.33 میلیارد سال پیش آغاز شد.

تحقیقات قبلی نشان می‌داد زمانی که سطح اکسیژن زمین کمتر از یک درصد بود، اوزون زمین را در برابر تشعشعات مضر محافظت می‌کرده است. اما این مطالعه جدید به نتیجه دیگری رسیده و نشان می دهد که زمین به حداقل پنج تا ده درصد اکسیژن در جو خود برای محافظت از زندگی در برابر اشعه ماوراء بنفش نیاز دارد.

ما می دانیم که اگر حیات بیش از حد در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار گیرد، اثرات فاجعه باری خواهد داشت. به عنوان مثال می تواند باعث سرطان پوست در انسان شود. برخی از ارگانیسم‌ها مکانیسم‌های دفاعی مؤثری دارند و بسیاری از آنها می‌توانند برخی از آسیب‌های ناشی از اشعه ماوراء بنفش را ترمیم کنند.

مدل های تاریخ آب و هوای زمین اساس این مطالعه است. این مدل ها نشان می‌دهند که تخمین‌های قبلی سطوح UV، می‌تواند قرار گرفتن در معرض UV را دست‌کم گرفته باشد. در عوض ممکن است زمین ده برابر بیشتر از آنچه فکر می‌کردیم در معرض اشعه ماوراء بنفش قرار داشته است.

شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است
ممکن است سطح اشعه ماوراء بنفش که به سطح زمین می رسد، در 2.4 میلیارد سال گذشته تغییر کرده باشد.

دانشمندان از واحدهای دابسون برای اندازه گیری سطح اوزون اتمسفر استفاده می کنند. یک واحد دابسون تعداد مولکول های اوزون است که برای ایجاد لایه ای از اوزون خالص به ضخامت 0.01 میلی متر در دمای 0 درجه سانتیگراد و فشار 1 اتمسفر (فشار هوا در سطح زمین) مورد نیاز است.

شرایط آغازین سیاره زمین برای وجود زندگی بسیار وحشتناک بوده است
این تصویر چگالی اوزون زمین را در واحدهای دابسون نشان می دهد. هر قسمت از تصویر DU را برای سطح متفاوتی از اکسیژن اتمسفر نشان می دهد. رنگ زرد نشان دهنده اوزون بیشتر، بنفش نشان دهنده اوزون کمتر و سیاه نشان دهنده حفره های لایه اوزون است.

اگر حیات روی زمین در معرض اشعه ماوراء بنفش بسیار بیشتر از آنچه قبلا تصور می شد قرار می گرفت، به عنوان یک جزء انتخاب طبیعی عمل می کرد. اگر این مدل‌سازی نشان‌دهنده سناریوهای جوی در طول تاریخ اکسیژن‌دار زمین باشد، پس برای بیش از یک میلیارد سال، زمین در تابش اشعه ماوراء بنفش بسیار شدیدتر از آنچه قبلاً تصور می‌شد، غرق بوده که برای هرگونه از اشکال حیات بسیار مضر است.

این ممکن است پیامدهای شگفت انگیزی برای تکامل زندگی بر روی زمین داشته باشد. به طور دقیق مشخص نیست که حیوانات چه زمانی پدید آمدند یا با چه شرایطی در اقیانوس ها یا در خشکی مواجه شدند. با این حال، بسته به غلظت اکسیژن، حیوانات و گیاهان می توانستند با شرایط بسیار سخت تری نسبت به دنیای امروزی مواجه شوند. ما امیدواریم که تأثیر تکاملی کامل این نتایج در آینده قابل بررسی باشد.

منبع:

مطالب مرتبط

>