الثبات ـ منوعات

يعتقد علماء أنهم اكتشفوا أدلة على أقدم الأنهار الجليدية على الإطلاق، في الصخور القديمة المليئة بنظائر الأكسجين الموجودة تحت أكبر رواسب ذهب في العالم في جنوب إفريقيا.

ويمكن أن يضيف الاكتشاف سطورا جديدة إلى فصل مبكر من تاريخ الأرض المضطرب، وقد يفسر كيفية تشكل تلك الحقول الذهبية.

وقد قام فريق بقيادة عالم الجيولوجيا الأثرية من جامعة جوهانسبرغ، أكسل هوفمان، بتحليل طبقات الصخور الواقعة بالقرب من ديربان على الساحل الشرقي لجنوب إفريقيا والتي تحتوي على رواسب جليدية يقدر عمرها بـ 2.9 مليار سنة، ما يجعلها الأقدم على وجه الأرض.

مرت الصخور القديمة بتجربة مجموعة متنوعة من التغيرات الجيولوجية خلال وقت طويل. ولحسن الحظ، فإن مجموعة بونغولا Pongola Supergroup، كما تُعرّف طبقات الصخور، بالكاد تعرضت للاضطراب منذ أن تم ترسيبها مع فيضان بحر داخلي طوال تلك السنوات.

ويوضح إيليا بيندمان، الجيولوجي بجامعة أوريغون، "هذه واحدة من المناطق القليلة التي ظلت سليمة إلى حد ما ولم تتغير منذ بدايات الأرض. هذه الرواسب عبارة عن أحافير جليدية متحجرة، وهي في الأساس حطام خلفه نهر جليدي حيث كان يذوب ويتقلص تدريجيا".

وقام بيندمان وزملاؤه بقياس مستويات نظائر الأكسجين في عينات من الحجر الرملي والصخر الزيتي من مجموعة Pongola Supergroup، فوجدوا أن لديها أدنى مستويات من الأكسجين -18 من أي رواسب مماثلة تم تحليلها حتى الآن. ويوجد لديها أيضا كميات عالية جدا من الأكسجين -17، ما يشير إلى تشكل الصخور في درجات حرارة منخفضة.

ويقول بيندمان: "هذا يعني الثلج. أضف إلى ذلك الدليل الجيوكيميائي مع دليل الركام، وهذا يعني أنهارا جليدية - أقدم الأنهار الجليدية التي تم العثور عليها حتى الآن على الأرض".

قدم بيندمان النتائج في مؤتمر دولي للكيمياء الجيولوجية في وقت سابق من هذا الأسبوع، بناء على ورقة تمت مراجعتها مؤخرا بالاشتراك مع هوفمان.

وتعرّف نظائر الأكسجين بأنها أنواع مستقرة وطويلة العمر من الأكسجين إما "الثقيل" أو "الخفيف" اعتمادا على عدد النيوترونات في نواته. وعندما يقارن الجيولوجيون وفرتها النسبية في الصخور القديمة، يمكنهم استنتاج الظروف التي تشكلت فيها تلك الصخور.

وكتب بيندمان وهوفمان في ورقتهما: "نظرا لأن التركيب النظيري للأكسجين في المواد السطحية يعتمد بشدة على خط العرض والمناخ، فقد طبقنا تحليل نظائر الأكسجين الثلاثي لفحص أصلها".

وتشير البيانات "إلى تبريد مناخي تدريجي للبيئات السطحية بلغ ذروته في الظروف الجليدية قبل 2.9 مليار سنة".

ويثير موقع هذه الأنهار الجليدية أسئلة مثيرة للاهتمام حول فترات التبريد في الماضي القديم.

وقد تجمد كوكبنا مرتين على الأقل في تاريخه، منذ 650 و700 مليون عام قريبا نسبيا. لكن البحث يتساءل عما إذا كانت "كرة الثلج" هذه عبارة عن أرض قاحلة مجمدة تماما أو تشبه إلى حد كبير كرة طينية، ما يترك مجالا للنقاش حول المدى الذي يمكن أن يتجمد فيه كوكبنا.

ويقول هوفمان: "يعتقد العلماء أن هذا [التجلد شبه العالمي] ربما حدث في مناسبتين في الماضي القريب. إذا كان الأمر كذلك، فستكون هذه أول فترة تبريد عالمي يتم تسجيلها".

ويقول الاحتمال الآخر إن القارة التي أدت إلى ظهور جنوب إفريقيا كانت أقرب إلى القطبين في وقت تجمدها، كما ناقش بيندمان وهوفمان في ورقتهما.

ويقول هوفمان: "كلا الاحتمالين مثير للاهتمام علميا".

لكن انتزاع الأسرار الصخرية من أعماق الزمن ليس بالأمر السهل، ولن تعيد دراسة واحدة كتابة تاريخ الأرض المبكر.

ويقول أندري بيكر، عالم الكيمياء الجيولوجية في جامعة كاليفورنيا، ريفرسايد، والذي لم يشارك في العمل، إن البحث "من المرجح أن يطلق دراسات متابعة".

ويقول بيكر: "لقد نوقشت الأدلة على التجلد في هذا العصر بشدة ومناقشتها على مدى عقود بناء على أدلة رسوبية".

ومع ذلك، لا يمكن لعلماء الجيولوجيا أن يستنتجوا الكثير إلا من الطريقة التي تتكدس بها طبقات الرواسب والصخور فوق بعضها البعض، أو طريقة تقطيعها بالجليد القديم.

ويقول بيكر إن تحليل بيندمان وهوفمان لنظائر الأكسجين "يضيف خطا جديدا تماما من الأدلة إلى هذه الحجة" بأن ما نبحث عنه هو آثار للأنهار الجليدية القديمة بشكل لا يصدق.

بعبارة أخرى، يجب أن نتوقع أن يتم فحص هذه النتائج الجديدة عن كثب.

نُشرت الدراسة في رسائل وجهات نظر جيوكيميائية، مع عرض المزيد من النتائج في الجمعية الأوروبية للكيمياء الجيولوجية ومؤتمر غولدشميت للجمعية الجيوكيميائية.