كوكب الأرض: حقائق ومعلومات قد تقرأها للمرة الأولى

البحث عن حقائق حول كوكب الأرض توصل إلى مراحل مهمة ساعدت في الكشف عن أسرار تكونه واستمرار الحياة على سطحه. لكن، البحث لا يزال مستمراً والعلماء يتوصلون باستمرار إلى معلومات الجديدة. أمّا مهمتنا الحالية والمستعجلة تكمن في حماية الكوكب من التغير المناخي الذي تسببه الأنشطة البشرية...

هل تعتقد أنّ البحث عن حقائق حول كوكب الأرض انتهى؟ في الواقع، كلا فجلّ ما نعرفه هو غيض من فيض. لكننا، فالبحث عن حقائق حول كوكب الأرض توصل إلى مراحل مهمة ساعدت في الكشف عن أسرار تكونه واستمرار الحياة على سطحه. لكن، البحث لا يزال مستمراً والعلماء يتوصلون باستمرار إلى معلومات الجديدة. أمّا مهمتنا الحالية والمستعجلة تكمن في حماية الكوكب من التغير المناخي الذي تسببه الأنشطة البشرية.

والتغير المناخي بات يبتلع مقومات الحياة على أمنا الأرض. لحسن الحظ ما نزال نحظى بفرصة العيش على الكوكب، ولكن إلى متى؟ متى يمكن أن يختفي الأكسجين؟ لحسن الحظ هناك متسع من الوقت إلى أن ينفد الأوكسجين من كوكب الأرض؛ إذ أنه وفق وكالة ناسا، سيستغرق الأمر مليار سنة أخرى حتى يحدث ذلك، على صعيد ذي صلة، قال علماء فلك وفيزياء إن طول اليوم الأرضي يتناقص بشكل مستمر وإن كان ببطء شديد. حتى الآن لا يوجد سبب علمي محدد للأمر لكن المشكلة تكمن في الحلول المقترحة لضبط طول اليوم الأرضي والتي قد تسبب دماراً هائلاً.

في حين سرى الاعتقاد لفترة طويلة بأن لُب كوكب الأرض الذي نعيش عليه عبارة عن كرة صلبة من الحديد، فيما يوجد حولها محيط سائل، لكن يبدو أن المسألة مغايرة، وربما أكثر تعقيدا مما تصورنا.

لكن تمتاز الكرة الأرضية عن سائر الكواكب في مجموعتنا الشمسية بمميزات عديدة، منها وفرة الأكسجين في الغلاف الجوي والمياه السائلة على سطحه، وكلاهما من أهم مقومات الحياة. ولهذا ليس من المستغرب أن تكون الكرة الأرضية هي الكوكب الوحيد الذي يؤوي كائنات حية.

فيما لاتزال جوانب كثيرة تتعلق بكيفية بدء الحياة على الأرض غامضة. ومؤخراً بدأ يدور حديث في الأوساط العلمية حول فكرة أن اللبنات الأساسية وصلت من الفضاء. اليوم تضيف دراسة جديدة حول النيازك الغنية بالكربون أهمية أكبر لهذه الفكرة.

على صعيد مختلف، كثيراً ما يضع المؤلفون والكتاب سيناريوهات خيالية بشأن كوكب الأرض. لكن بعض هذا الخيال لا يبدو دائماً بعيداً عن الواقع. يشرح فلكيون وفيزيائيون مدى جدية تحقق سيناريو خروج كوكب الأرض من مداره وارتباط ذلك بفيلم للخيال العلمي.

هل يمكن أن يغادر كوكب الأرض المجموعة الشمسية؟

في قصة شين ليو (Cixin Liu) القصيرة "الأرض المتجولة" (The Wandering Earth)، وهي القصة التي نُشرت لأول مرة في المجلة الصينية "عالم الخيال العلمي" (Science Fiction World) في يوليو/ تموز 2000، يُصور الكاتب سيناريو يتفق فيه قادة الكوكب على دفع الأرض خارج النظام الشمسي للهروب من التوهج الشمسي الوشيك الذي سيقضي على كافة صور الحياة على الكوكب.

القصة بالطبع تستند إلى خيال شديد الخصوبة، لكن هل يمكن للأرض حقًا أن تترك النظام الشمسي بشكل ما؟ يقول ماتيو سيريوتي، وهو مهندس طيران ومحاضر هندسة أنظمة الفضاء في جامعة غلاسكو في المملكة المتحدة، لـموقع لايف ساينس (Live Science) في رسالة بالبريد الإلكتروني: "إنه أمر غير مرجح بتاتا". ومع ذلك "فإن كلمة غير مرجح" لا تعني أنه أمر "مستحيل"، مقترحاً طريقة يمكن نظريًا تنفيذ الأمر من خلالها.

وقال سيريوتي: "يمكن نظرياً تحريك الأرض بعيدًا عن مدارها إذا ما جاء جسم ضخم يطير بين النجوم ودخل النظام الشمسي ومر بالقرب من الأرض"، مضيفاً: "في هذه المواجهة القريبة، والمعروفة باسم" التحليق flyby"، تتبادل الأرض والجسم الطاقة والزخم، وهنا سيتعطل مدار الأرض نظراً للجاذبية الخارقة التي ستؤثر على الكوكب. وإذا كان الجسم سريعًا وضخمًا وقريبًا بدرجة كافية، فيمكنه إبعاد كوكب الأرض عن مداره ليتجه إلى خارج النظام الشمسي ".

ويتفق تيموثي ديفيس، وهو محاضر كبير في الفيزياء وعلم الفلك في جامعة كارديف في المملكة المتحدة، مع فكرة إمكانية "طرد" الأرض نظريًا من مدارها وإخراجها من النظام الشمسي، وكان لديه هو أيضاً فرضيته الخاصة حول كيفية حدوث ذلك.

يقول ديفيس: "الكواكب، كما هي موجودة الآن، توجد في مدارات مستقرة حول الشمس. ومع ذلك، إذا تواجهت الشمس بشكل قريب مع نجم آخر أو جسم آخر شديد الضخامة، فإن تفاعلات الجاذبية لهذه الأجسام يمكن أن تسبب عدم استقرار لهذه المدارات، وربما تسبب فعلاً خروج الأرض من النظام الشمسي، بحسب ما قال لـ Live Science في رسالة بالبريد الإلكتروني.

ومع ذلك، أشار ديفيس إلى أنه في حين أن هذا السيناريو ممكن، فمن المشكوك فيه بشكل كبر للغاية أن يحدث - على الأقل، في المستقبل المنظور.

يقول عالم الفيزياء إن "مثل هذه المواجهات النجمية نادرة جدًا، فعلى سبيل المثال، نعلم أنه من المتوقع تماماً من الناحية الفلكية أن يقترب النجم Gliese 710 من الشمس في غضون حوالي مليون عام - ولكن حتى هذا التحليق القريب من غير المرجح أن يزعج مسارات الكواكب"، وفي حين أنه من غير المحتمل أن تجبر القوى الخارجية كوكب الأرض على الخروج من النظام الشمسي في أي وقت قريب، فهل يمكن للبشرية أن تبني آلات قادرة على نقل الكوكب من مساره داخل المجموعة الشمسية إلى مكان آخر؟

يقول ديفيس إن "الطاقة المطلوبة لإبعاد الأرض عن مدارها وإخراجها من النظام الشمسي ضخمة جدًا - وهي قد تعادل سيكستيليون (1 مع 21 صفراً بعدها) ميغا طن من تفجيرات القنابل النووية وهذا يبدو غير مرجح"، بحسب ما نشر موقع "فيرف تايمز" المتخصص، وعلى الرغم من أن مثل هذا الحدث بعيد للغاية عن أن يكون محتملًا، فماذا سيحدث إذا انفصلت الأرض عن النظام الشمسي؟ ما هي التأثيرات التي يمكن أن تحدث إذا انتهى الأمر بكوكبنا إلى السباحة في أعماق الكون بشكل دائم؟

قال سيريوتي: "ستطير الأرض في الفضاء بين النجوم حتى يتم التقاطها أو ابتلاعها بواسطة نجم آخر أو تدخل في ثقب أسود" ، مضيفًا أنه إذا تركت الأرض النظام الشمسي، فمن المحتمل أن يؤدي ذلك إلى هلاك الكثير - إن لم يكن كل - ما على الأرض من حياة.

وقال سيريوتي "من غير المحتمل أن يظل الغلاف الجوي للكوكب، فمناخ الأرض حساس للغاية بسبب التوازن الدقيق للإشعاع القادم من الشمس والطاقة المنتشرة في الفضاء السحيق. إذا تغير هذا الأمر، ستتغير درجات الحرارة على الفور وبشكل كبير".

أسس قيام الحياة على الأرض ربما جاءت من الفضاء

اكتشف فريق بقيادة علماء من جامعة هوكايدو في اليابان مركبات عضوية ربما تشكل العمود الفقري لجزيئات الحمض النووي (DNA و RNA) الشائعة في جميع أشكال الحياة كما نعرفها.

وباستخدام تقنيات تحليل جديدة وحساسة للغاية لهذه النيازك قام الباحثون بتحليل ثلاثة منها كانت غنية بالكربون وهي: نيزك مورشيسون الذي سقط في أستراليا عام 1969 ، نيزك موراي الذي سقط في كنتاكي عام 1950 ، نيزك بحيرة تاغيش الذي سقط على الأرض في عام 2000 ، وهبط في كولومبيا البريطانية.

وكتب الفريق في الورقة البحثية: "اكتشفنا مجموعة متنوعة من قواعد الأحماض النووية من نوع البيريميدين ومشابهاته الهيكلية (اللبنات الأساسية لتكوين الأحماض النووية والتي تتجمع مع بعضها لتشكل سلاسل طويلة من المعلومات الجينية) من مستخلص حصلنا عليه من نيزك مورشيسون".

ومن المعروف أن الهيكل الفقري للحمض النووي والحمض النووي الريبي "يتكون من سلسلة من السكر المضاف إليه الفوسفور، وتلتصق القواعد النووية للأحماض بهذه السكريات، وترتبط القواعد النووية مع بعضها من خلال عمليات كيميائية معقدة شديدة الدقة لتشكل في لنهاية الحمض النووي الذي يعتبر هو أساس الحياة للكائنات الحية.

ويعتقد علماء الفلك أن النيازك والكويكبات كانت موجودة في المراحل الأولى من تكون النظام الشمسي أو حتى قبل ذلك، وأن محتواها من المواد الكربونية وقواعد الأحماض النووية قد ظهرت فيها من خلال التفاعلات الكيميائية الضوئية بين المواد المختلفة التي تدور في الفضاء

وأضاف العلماء في الدراسة التي نشرت في مجلة نيتشر كوميونيكيشن أن التجارب التي قامت بعمل محاكاة لكيفية وصول محتويات المواد الفضائية إلى الأرض وانتشارها، اقترحت وجود العديد من قواعد الأحماض النووية خارج كوكب الأرض، وأن هذه المركبات العضوية موجودة بالفعل ليس فقط في بيئات خارج كوكب الأرض وإنما أيضاً قد تكون موجودة خارج النظام الشمسي".

ويقترح مؤلفو الدراسة أنه خلال فترة رشق كوكب الأرض بكميات هائلة من النيازك في الفترة المبكرة من عمر كوكب الأرض أي منذ ما يقرب من 4 إلى 3.8 مليار سنة، من المحتمل أن هذه المواد الأساسية قد وصلت مع هذه النيازك، "لذلك ، فإن تدفق مثل هذه المواد العضوية قد لعب دورًا مهمًا في التطور الكيميائي للمرحلة البدائية للأرض" بحسب ما جاء في الدراسة.

وينتظر العلماء مزيد من المعلومات والتفاصيل التي سترسلها المهمة الفضائية OSIRIS-REx التي تقوم بجمع عينات من الكويكبين الشهيرين Ryugu و Bennu واللذان يعتقد أنهما يحتويان أيضاً على مركبات كربونية. وستسمح العينات للباحثين بتحديد مدى دقة وجدية فكرة وصول لبنات الحياة الأولى إلى كوكب الأرض عن طريق النيازك.

متى ينفد الأوكسجين من الجو وتنعدم الحياة على الأرض؟

التغير المناخي يبتلع مقومات الحياة على أمنا الأرض. لحسن الحظ ما نزال نحظى بفرصة العيش على الكوكب، ولكن إلى متى؟ باحثون عثروا على الجواب.

متى يمكن أن يختفي الأكسجين؟ لحسن الحظ هناك متسع من الوقت إلى أن ينفد الأوكسجين من كوكب الأرض؛ إذ أنه وفق وكالة ناسا، سيستغرق الأمر مليار سنة أخرى حتى يحدث ذلك، حسب ما نقل الموقع الإلكتروني لصحيفة Merkur الألمانية.

الاحتباس الحراري سيكون المسؤول عن انعدام الحياة على الأرض. فارتفاع حرارة الكوكب درجات مئوية قليلة سيؤدي لاختفاء الأوكسجين بشكل شبه تام. عندها سينخفض محتوى الأكسجين في الغلاف الجوي إلى جزء من المليون من المستوى الحالي. وسيصبح من المستحيل حدوث عملية التمثيل الضوئي للنباتات. في الوقت نفسه سيزيد الميثان في الغلاف الجوي بمقدار عشرة آلاف ضعف، حسب باحثين من الولايات المتحدة واليابان.

وستتحلل طبقة الأوزون تماماً بفعل الأشعة الشمسية الشديدة، ما يعني ترك الحيوان والنبات والإنسان عرضة للأشعة فوق البنفسجية وأشعة الشمس المحرقة. وستنتهي الحياة في الماء وعلى الأرض وفي الهواء، تاركةً فقط أشكال الحياة اللاهوائية (التي لا تحتاج إلى الأكسجين) والبكتيريا البدائية التي تعيش في الظل.

الأرض تدور حول نفسها بأسرع مما ينبغي.. وطول الأيام يتناقص!

أكد علماء فلك وفيزياء أن الأرض تدور حول نفسها بشكل أسرع، وأنها سجلت مؤخراً أقصر يوم لها على الإطلاق، ففي التاسع والعشرين من يونيو/حزيران لهذا العام، قامت الأرض بدورة كاملة واحدة حول نفسها بمعدل أقل بنحو 1.59 مللي ثانية من متوسط طول اليوم البالغ 86400 ثانية، أو 24 ساعة. وفي حين أن تراجع طول اليوم بمقدار 1.59 مللي ثانية قد لا يبدو كثيراً، إلا أنه جزء من اتجاه أكبر ومثير للقلق.

وفي 26 يوليو/تموز 2022، تم تسجيل رقم قياسي جديد عندما أنهت الأرض يومها بمعدل أقل من المعتاد بنحو 1.50 مللي ثانية، بحسب ما ذكرت صحيفة الغارديان البريطانية وموقع تتبع الوقت Time and Date.

ليست المرة الأولى! تشير تلك الأحداث إلى أن عام 2020 شهد أكبر عدد من الأيام القصيرة منذ أن بدأ العلماء في استخدام الساعات الذرية لأخذ القياسات اليومية في الستينيات. بدأ العلماء في ملاحظة هذا الأمر لأول مرة في عام 2016.

ويقول ليونيد زوتوف، عالم الفلك والذي يعمل في جامعة لومونوسوف موسكو الحكومية إنه "منذ عام 2016، بدأت الأرض في التسارع بوتيرة أكبر مما كان عليه الأمر في 2020 و 2021"، بحسب ما قال لشبكة سي بي إس نيوز، ونشر زوتوف مؤخراً دراسة حول ما قد يسبب التغيرات في دوران الأرض، رجح فيها أن هذه التقلبات قد تكون ناجمة عن المد والجزر على الأرض.

ويشير العالم الروسي إلى أن هذا الأمر لا يتكرر كثيراً، لكنه إذا استمر، فقد يتعين تغيير التوقيت الذري - وهي الطريقة العالمية التي يُقاس بها الوقت على الأرض. ويقترح بعض العلماء إدخال "ثانية كبيسة سلبية" للتغلب على فرق التوقيت. يقول زوتوف: "بما أننا لا نستطيع تغيير أسهم الساعة المرتبطة بدوران الأرض، فإنه يمكننا أن نعدل مقياس الساعة الذرية".

وتقوم فكرة الثانية الكبيسة السلبية على طرح ثانية واحدة من اليوم لإبقاء العالم على المسار الصحيح لنظام التوقيت الذري، ومنذ عام 1972، تمت إضافة الثواني الكبيسة كل بضع سنوات لتعديل الوقت وكانت آخر إضافة في عام 2016.

لكن عدداً من علماء الفيزياء والفلك والمهندسين يعارضون استمرار العمل بفكرة الثانية الكبيسة، لأنها قد تؤدي إلى مشكلات تقنية مدمرة وواسعة النطاق. في هذا السياق، نشر باحثان في شركة ميتا (فيسبوك سابقاً) مدونة حول هذا الموضوع، والتي تدعم جهدًا على مستوى صناعة تكنولوجيا المعلومات إلى وقف العمل بفكرة الثواني الكبيسة.

وقال المهندسان والباحثان أوليغ أوبليوخوف وأحمد بياقوي لشبكة سي بي إس نيوز: "إن شركات مثل Meta قامت بعمل محاكاة لهذا الحدث، ومن المرجح أن يؤدي تنفيذه في الواقع إلى انقطاعات مدمرة وغير متوقعة للطاقة والانترنت في جميع أنحاء العالم."

وكتب المهندسان في المدونة الخاصة بشركة ميتا: "في الوقت الذي قد تتسبب فيه الثواني الكبيسة الإيجابية في قفزة زمنية، مما يؤدي إلى تعطل برامج تكنولوجيا المعلومات أو حتى تلف البيانات، فإن تطبيق فكرة الثواني الكبيسة السلبية ستكون أسوأ بكثير، إذ قد تسبب تلف برامج أجهزة ضبط الوقت عالمياً".

ويعتقد المهندسان أن أحد العوامل العديدة المساهمة في سرعة دوران الأرض يمكن أن يكون تكرار ذوبان وإعادة تجمد القمم الجليدية على أعلى جبال العالم. وأكدا أن الأمر متعلق أكثبر بالفيزياء حيث تساهم كل ذرة تتحرك على هذا الكوكب بسرعة مختلفة في زخم "السرعة الزاوية للأرض".

وبينما يعرف العلماء أن طول الأيام على الأرض يتناقص على المدى القصير، إلا أن السبب النهائي لايزال غير واضح، كما لم يتم الوقوف إلى الآن على كافة الآثار التي ستنجم عن ذلك خصوصاً علينا كبشر.

يقول جودا ليفين، عالم فيزياء في قسم الوقت والتردد من المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا ، لمجلة Discover إن "متابعة معدل دوران الأرض عمل معقد. يتعلق الأمر بدرجة ميل الأرض وارتفاع الغلاف الجوي وتأثيرات المحيطات وتأثير اقتراب وابتعاد القمر"، مضيفاً أنه "لا يمكن التنبؤ بما سيحدث في المستقل البعيد نتيجة تناقص طول اليوم الأرضي."

لكن فريد واتسون، عالم الفلك الأسترالي، قال لشبكة ABC News في أستراليا إنه إذا لم يتم فعل أي شيء لإيقاف هذا الأمر "فسوف تخرج الفصول الأربعة تدريجياً من التقويم".

قال واتسون: "عندما تبدأ في النظر إلى التفاصيل الدقيقة الحقيقية، فإنك تدرك أن الأرض ليست مجرد كرة صلبة تدور"، "إنها تحتوي على سائل منصهر في قلبها، وتحمل على ظهرها سوائل أخرى، ولها غلاف جوي وكل هذه الأشياء لاتتوقف عن الحركة وتتأثر بهذا المعدل المتسارع لدوران الأرض".

عالم جديد وخفي.. اكتشاف علمي "مذهل" في باطن الكوكب

وبحسب صحيفة "ديلي ستار" البريطانية، فإن عالمي زلازل من الولايات المتحدة واليابان أشارا، مؤخرا، إلى وجود عدة طبقات من المعادن الصلبة والسائلة، وأشار الباحثون إلى أن بعض المعادن توجد في المنتصف بين الاثنين؛ أي بين طبقات المعادن الصلبة والأخرى السائلة.

وليس بوسع أي إنسان أو آلة النفاذ إلى هذه الدرجة من العمق في باطن كوكب الأرض، لكن الباحث روث بوتلر من جامعة هاواي الأميركية، وزميله سيجي تسوبوب، من معهد اليابان لمعلومات علوم الأرض والتكن,لوجيا، قاما بدراسة كيفية انتقال ما يعرف بـ"موجات القص" التي تنجم عن الزلازل.

وأوضح الباحث الأميركي أن الزلازل التي تحصل على الأرض تتيح للعلماء أن يدرسوا ما يوجد في باطن الأرض وما يحصل فيه من تفاعلات.

وتحدث الباحث، في تصريح صحفي، عن وجود طبقات متوالية من المعادن الصلبة والسائلة، أو مواد ملتحمة من حديد أقرب إلى اللزوجة، وذلك في أعلى 240 كيلومترا من لب الأرض.

ويعد لب الأرض محركا للمجال المغناطيسي الذي يحمي كوكبنا من التحول إلى صحراء مشعة مثل المريخ.

وقال الأكاديمي الأميركي إن فهم هذه الحدود الموجودة في باطن الأرض، من شأنه أن يساعد على وضع نماذج توقع استباقية بشأن المجال المغناطيسي، وبالتالي، حماية الحياة على كوكبنا.

وفي تعليقها على هذا الاكتشاف، قالت الباحثة المختصة في الزلازل بجامعة بريستول، جيسيكا إرفين، "نحن نكتشف عالما جديدا مخفيا في لب كوكب الأرض".

أثقل أم أخف؟ خبراء يشرحون ما يحصل لوزن كوكب الأرض

يتحدث الناس في الغالب عن مساحة الأرض، إلى جانب الكثير من الخصائص الأخرى، لكن قلما يشيرون إلى وزن الكوكب، وما إذا كان يصبح أثقل مع مرور الوقت، أم إنه صار أخف.

وبحسب صحيفة "تلغراف" البريطانية، فإن كوكب الأرض يلتقط ما يقارب 500 طن من الغبار والنيازك، في كل يوم، بينما يدور في الفضاء.

وعلى مدى 4 مليارات سنة تشكل عمر الأرض، التقط الكوكب كمية من الغبار والحجارة قدرها 16 "مليون مليون مليون" طن، وأوضح المصدر أن هذه الكمية الملتقطة من الغبار والحجارة لا تمثل سوى أقل من 1 في المئة من الكتلة الإجمالية للكوكب.

ويرجح الخبراء زيادة وزن كوكب الأرض، بكتلة تتراوح بين 30 ألفا و100 ألف طن في السنة الواحدة، وتلعب الجاذبية الموجودة على كوكب الأرض دورا مهما في قيامها بالتقاط الغبار والنيازك التي تدور في الفضاء، لكن الأرض لا تزيد الوزن فقط، من جراء ما تلتقطه خلال وجودها ودورانها بالفضاء، بل تفقد الوزن أيضا بسبب عوامل أخرى.

وتفقد الأرض وزنا، نظرا إلى استخدام وحرق الطاقة الموجودة في باطن الكوكب، كما تحصل خسارة الوزن أيضا عندما يخرج الهيدروجين والهيليوم من الغلاف الجوي، وتشير التقديرات إلى أن كوكب الأرض يخسر ما يصل إلى 100 طن في السنة، من جراء العوامل المذكورة، وربما تبدو هذه الأرقام المتعلقة بالزيادة والخسارة في الوزن هائلة، للوهلة الأولى، لكنها تصبح هامشية وصغيرة للغاية حينما نقارنها بالوزن الإجمالي للأرض.

وربما يعتقد كثيرون أن ما يشيده البشر من بنايات وأبراج، يؤدي إلى زيادة الثقل على الأرض، وهنا يوضح الخبراء أن أنشطتنا لا تحدث تغييرا، لأن المواد التي نستخدمها في البناء، مثل الحديد والإسمنت، موجودة سلفا على الأرض، وبالتالي، فإننا نغير شكلها فقط أو نقوم بتصنيعها.

وعلى صعيد آخر، لا تؤثر الزيادة السكانية على ثقل الأرض، لأن تركيبة الإنسان تحتوي على مواد موجودة مسبقا على الكوكب، وبالتالي، فإن الزيادة طبيعية تماما.

كيف ستكون نهاية كوكب الأرض؟

اكتشف علماء أن لب الأرض يبرد بسرعة أكبر مما كان متوقعا، الأمر الذي ستكون له تداعيات خطيرة على مستقبل كوكبنا، وكان لب الأرض منذ حوالي 4.5 مليار سنة، مجرد محيط عميق من الصهارة شديدة الحرارة، والتي بردت بمرور الزمن، وشكلت السطح الذي نعيش عليه اليومن وتركت هذه العملية وراءها مجموعة من العمليات التي تحافظ على نشاط كوكبنا اليوم، مثل البراكين والصفائح التكتونية.

وظلّت وراء هذه العملية أسئلة محيرة للعلماء، كسرعة التبريد ومتى ستنتهي هذه العملية، والتداعيات البيئية المترتبة عليها والتي قد تحول الأرض لكوكب بدون حياة كما هي الحال مع المريخ مثلا.

ما أهمية العودة للطاقة الشمسية في عصر الاحتباس الحراري؟ وتتمثل إحدى طرق الإجابة عن هذا السؤال في دراسة المعادن التي تشكل الحد بين لب الأرض وغطائها، أي المكان الذي تلتقي فيه الصخور بالنواة المنصهرة، ليتم تحديد معدل هذا التبريد، وتكمن المشكلة في صعوبة فحص هذه الطبقة، حيث إنها عميقة جدا تحت أقدامنا ويصعب إجراء تجارب علمية عليها.

وفي دراسة جديدة نشرت نتائجها في مجلة "رسائل علوم الأرض والكواكب"، حاول علماء في المختبر معرفة كيفية قيام المواد التي تصنع تلك الحدود بتوصيل الحرارة، لمعرفة ما يمكن أن يحدث داخل كوكبنا.

ودرس العلماء معدن "بريدماغنيت"، الذي يشكل معظم تلك الطبقة، وصُدموا عندما اكتشفوا أنه في الواقع أكثر توصيلا مما كانوا يعتقدون، ما يشير إلى أن الحرارة من المحتمل أن تتدفق من لب الأرض بسرعة أكبر أيضا.

ونقلت صحيفة "إندبندنت" البريطانية عن أحد مؤلفي الدراسة والأستاذ في المعهد الفدرالي السويسري للتكنولوجيا، موتوهيكو موراكامي، قوله: "يتيح لنا نظام القياس هذا أن نظهر أن التوصيل الحراري للبريدماغنيت أعلى بحوالي 1.5 مرة مما هو مفترض".

وأضاف موراكامي: "إذا كانت الأرض تبرد بسرعة أكبر، فإن التأثيرات المختلفة لهذه العملية ستتغير أيضا. على سبيل المثال، يمكن أن تتباطأ حركة الصفائح التكتونية، بشكل أسرع مما هو متوقع أيضا".

وتابع: "يمكن أن تتسارع هذه العملية بشكل أسرع في المستقبل. عندما يبرد بريدماغنيت، فإنه يتحول إلى مادة موصلة أكثر، وبالتالي تبرد وتصبح غير نشطة بشكل أسرع بكثير، لتسير الأرض على خطى الكواكب الصخرية مثل عطارد والمريخ".

ورغم النتائج التي توصلت إليها الدراسة إلا أن العلماء أكدوا ضرورة إجراء المزيد من الأبحاث لفهم باطن الأرض، وتحديد فهم أكثر تفصيلا للتوقيت المرتبط ببرود منطقة اللب.

أهم الحقائق والمعلومات عن الكرة الأرضية في 13 سؤالا

ما مقومات الحياة على الكرة الأرضية؟

يمثل الأكسجين 21% من الغلاف الجوي، أما النيتروجين فيمثل 78%. وتمثل سائر الغازات، مثل ثاني أكسيد الكربون والأرغون، 1% فقط من الغلاف الجوي. ويؤثر الغلاف الجوي على مناخ الكرة الأرضية على المدى الطويل، ويحمينا من الإشعاعات المضرة القادمة من الشمس. ويعمل أيضا على وقايتنا من النيازك التي يحترق معظمها في الغلاف الجوي قبل الوصول إلى سطح الكرة الأرضية.

وتغطي المياه نحو 71% من سطح الكرة الأرضية، سواء في صورة سائل أو جليد، لأن درجات الحرارة تسمح بوجود المياه في صورتها السائلة لفترات طويلة من الوقت.

وتوجد المياه في كل مكان في الكرة الأرضية، في الأنهار والمحيطات والجليد والكائنات الحية، وفي الهواء والسحب، وحتى في جوف الأرض. وفي الواقع، فقد هيأت المحيطات الشاسعة على سطح الكرة الأرضية الفرص لظهور الكائنات الحية منذ نحو 3.8 مليارات عام مضت.

وبحسب تقرير للبنك الدولي (World Bank)، تمثل المياه المالحة 97% من إجمالي المياه على سطح الكرة الأرضية، في حين لا تمثل المياه العذبة سوى 3% من المياه على سطح الكرة الأرضية.

ومعظم المياه العذبة مجمدة في الغطاء الجليدي والأنهار الجليدية أو في مستودعات المياه الجوفية. ولا تمثل المياه العذبة التي يسهل الوصول إليها لتلبية احتياجاتنا إلا 1% فقط من المياه على سطح الكرة الأرضية. وتؤدي مياه الأمطار دورا لا غنى عنه في دورة المياه على سطح الكرة الأرضية.

ما تاريخ نشأة الكرة الأرضية؟

نظرا لأن أقدم الصخور على سطح الكرة الأرضية قد أصابها التلف إثر التفاعلات بين الصفائح التكتونية أو تعرضت لعوامل التعرية والتجوية، فقد حدد العلماء عمر الكرة الأرضية قياسا بعمر المجموعة الشمسية، بافتراض أن الكرة الأرضية وسائر الأجسام الجامدة في النظام الشمسي تكونت في الوقت نفسه.

وبحسب هيئة المسح الجيولوجي الأميركية "يو إس جي إس" (USGS)، فإن عمر الكرة الأرضية، ومن ثم المجموعة الشمسية، هو 4.54 مليارات عام، في حين أن عمر مجرتنا درب التبانة يتراوح بين 11 و13 مليار عام.

ويرى العلماء أن الكرة الأرضية، كشأن سائر الكواكب في المجموعة الشمسية، بدأت في صورة قرص من التراب والغاز يدور حول الشمس. ثم تشكلت كتل صخرية بفعل قوى الجاذبية، وازداد حجمها تدريجيا حتى أصبحت كويكبات. ثم تكونت الكواكب الأولية إثر تصادم الكويكبات ببعضها.

ما حجم الكرة الأرضية؟

يبلغ قطر الكرة الأرضية، بحسب وكالة الفضاء الأميركية "ناسا" (NASA) 12 ألفا و756 كيلومترا. مع العلم أن قطر الكرة الأرضية عند خط الاستواء يختلف اختلافا طفيفا عن قطرها عند القطبين، لأن الأرض ليست كروية تماما، بل بيضاوية نسبيا.

وتبلغ كتلة الكرة الأرضية 5.9722× 1024 كيلوغراما، ومساحة سطحها 510 ملايين و64 ألفا و472 كيلومتر مربع. ويبلغ محيط الكرة الأرضية عند خط الاستواء 40 مليونا و30 ألفا وكيلومترين.

لا يزال البعض يعتقد أن الأرض مسطحة رغم الصور الواضحة والمفعمة بالتفاصيل (الجزيرة)

ما التوزيع الجغرافي للسكان على الكرة الأرضية؟

يبلغ عدد سكان الكرة الأرضية بحسب صندوق الأمم المتحدة للسكان (United Nations Population Fund UNFPA) نحو 7.8 مليارات نسمة، منهم 65% في الفئة العمرية من 15 إلى 64 عاما.

ووفقا لموقع "ستاتيستا" (Statista) للإحصاءات، يعيش 60% من سكان العالم، أي نحو 4.3 مليارات نسمة، في منطقة آسيا والمحيط الهادي، و17.51% في أفريقيا، و9.77% في أوروبا.

أما نصيب أميركا اللاتينية وجزر الكاريبي من السكان فلا يتجاوز 8.37%. وتعد الصين أكثر الدول اكتظاظا بالسكان، إذ يبلغ عدد سكانها 1.42 مليار نسمة، تليها الهند بنحو 1.35 مليار نسمة.

وبحسب موقع "أور وورلد إن داتا" (Our world in Data) للإحصاءات، يتركز 4.75 مليارات نسمة، أي 62% من سكان العالم في 13 دولة، وهي الصين والهند والولايات المتحدة وإندونيسيا والبرازيل وباكستان ونيجيريا وبنغلاديش وروسيا والمكسيك واليابان وإثيوبيا والفلبين.

ما خطوط الطول وخطوط العرض؟

يمر عبر الكرة الأرضية خطوط أفقية وهمية تسمى خطوط العرض، وهي خطوط متوازية ترسم على الخرائط ومجسمات الكرة الأرضية. ويبعد كل خط عن الآخر نحو 110 كيلومترات. ويسمى خط العرض عند النقطة صفر خط الاستواء.

وتمر عبر الكرة الأرضية أيضا خطوط رأسية وهمية تسمى خطوط الطول، ولكن خطوط الطول ليست متوازية. وتلتقي خطوط الطول عند القطبين، وتتباعد إلى أقصى حد عند خط الاستواء، حيث تبدو الأرض مفلطحة.

كيف هو دوران الكرة الأرضية؟

تدور الكرة الأرضية حول محور وهمي يمر من القطب الشمالي إلى القطب الجنوبي، وتستغرق دورة الكرة الأرضية حول محورها كل 23.934 ساعة. وبالتزامن مع دورانها حول محورها، تدور الأرض حول الشمس، وتستغرق الدورة الكاملة حول الشمس 365 يوما وربع اليوم. وهذا الربع الإضافي يفسر وجود السنة الكبيسة، إذ يضاف يوم إلى السنة كل 4 سنوات حتى يتوافق التقويم السنوي مع دورة الأرض حول الشمس.

ما شكل الكرة الأرضية؟

لا يزال شكل الكرة الأرضية مثار جدل في القرن الـ21، رغم الصور العديدة والواضحة التي التقطتها المركبات الفضائية للكرة الأرضية من الفضاء. وبينما يؤكد البعض أن الأرض مسطحة، فقد أثبت الفلاسفة اليونانيون منذ عام 500 قبل الميلاد، بحسب موقع الهيئة الوطنية لبحوث المحيطات والغلاف الجوي "إم أو إيه إيه" (NOAA)، أن الأرض كروية. وأكدت نظرياتهم الصور التي التقطها رواد الفضاء والأقمار الاصطناعية لكوكب الأرض من ارتفاعات لم يحلم الفلاسفة اليونانيون ببلوغها يوما ما.

ولكن رغم أن الأرض تبدو كروية من الفضاء، فإنها في الواقع، بحسب موقع الهيئة الوطنية لبحوث المحيطات، أقرب إلى الشكل البيضاوي منها إلى الكروي. إذ يبدو كوكب الأرض مفلطحا نسبيا عند خط الاستواء، بسبب قوى الطرد المركزي الناتجة عن دوران الأرض الدائم.

ما تركيب الكرة الأرضية؟

تتكون الكرة الأرضية من 4 طبقات رئيسية، تبدأ باللب الداخلي للأرض المحاط باللب الخارجي والوشاح والقشرة الأرضية. ويتكون اللب الداخلي من معادن الحديد والنيكل، ويبلغ نصف قطره 1221 كيلومترا. وتصل درجة الحرارة عند اللب الداخلي للأرض 5400 درجة مئوية. أما طبقة اللب الخارجي التي تغلف اللب الداخلي، فيبلغ سمكها 2300 كيلومتر، وتتكون هذه الطبقة من الحديد والنيكل في صورة سائلة.

وفوق اللب الخارجي للأرض يوجد الوشاح، وهو أكثر طبقات الأرض سمكا، إذ يبلغ سمكه 2900 كيلومتر. ويتكون الوشاح من خليط من الصخور المنصهرة اللزجة الساخنة. وتتسبب حركة الصخور البطيئة في الوشاح في حدوث الزلازل والبراكين وظهور السلاسل الجبلية.

وأخيرا تطفو على طبقة الوشاح القشرة الأرضية، التي يصل عمقها إلى 30 كيلومترا. وتكون القشرة الأرضية أقل سمكا في قاع المحيطات، فقد لا يتعدى سمكها 8 كيلومترات فقط. وتتكون القشرة الأرضية تحت القارات من الغرانيت وغيرها من المعادن الخفيفة، في حين أنها تتكون في قاع المحيطات من البازلت.

ما أعلى وأقل درجة حرارة سُجلت على سطح الكرة الارضية؟

دقت العام الماضي المنظمة العالمية للأرصاد الجوية "دبليو إم أو" (WMO) ناقوس الخطر بعد أن وصلت درجة الحرارة في بلدة روسية يوم 20 يونيو/حزيران 2020 إلى 38 درجة مئوية، وهي أعلى درجة حرارة تُسجل على الإطلاق في المنطقة القطبية الشمالية.

وسُجلت في عام 2020 و2021 في وادي الموت بكاليفورنيا، الذي اشتهر بأنه أشد المناطق حرارة في العالم، درجة حرارة 54.4 درجة مئوية. وسُجلت في جزيرة صقلية درجة حرارة 48.8 درجة مئوية.

وفي عام 2012 أعادت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية النظر في الرقم القياسي المسجل مسبقا عام 1922 في صحراء العزيزية في ليبيا، وهو 58 درجة مئوية، التي ظلت تعد أعلى درجة حرارة مسجلة على سطح الأرض لعقود.

ورأت اللجنة المكلفة بالتحقق من صحة القياس أنه لم يكن دقيقا لأسباب عديدة منها عدم كفاية الأدوات التي استخدمت في قياس درجة الحرارة وقلة خبرة الملاحظ، وافترضوا أنه ربما أخطأ في تسجيل القراءة بزيادة نحو 7 درجات مئوية.

وفي الوقت الراهن، بحسب موقع غينيس للأرقام القياسية (Guinness World records)، فإن أعلى درجة حرارة سُجلت في العالم على الإطلاق هي 56.7 درجة مئوية التي سجلت في وادي الموت بكاليفورنيا عام 1913. وفي عام 1991، سُجلت أدنى درجة حرارة على الإطلاق في الدائرة القطبية الشمالية وهي 69.9 تحت الصفر درجة مئوية.

ما اسم أول سفينة دارت حول الكرة الأرضية؟

في عام 1519، انطلق البحار البرتغالي فيرديناند ماغلان في رحلته الشهيرة للبحث عن طريق غربي إلى جبال الإنديز الشرقية الغنية بالتوابل. وشقت سفن الحملة الاستكشافية عباب المحيط الهادي، واكتشف ماغلان مضيقا في أميركا الجنوبية، سُمي فيما بعد "مضيق ماغلان" على اسم المستكشف البرتغالي. ولكن ماغلان قُتل في منتصف الطريق في إحدى جزر الفلبين على يد السكان الأصليين.

وعلى الرغم من أن ماغلان كان العقل المدبر للحملة الاستكشافية الأولى للإبحار حول العالم، فإن القدر لم يمهله لإكمال دورة كاملة حول العالم. واستأنفت طواقم السفن في الحملة الرحلة من دونه.

وفي عام 1522، وصلت إحدى السفن من الحملة إلى إسبانيا، وأكملت دورة كاملة بنجاح حول العالم. وكان قبطان هذه السفينة "فيكتوريا" هو خوان سباستيان إيلانكو، الذي تسلم دفة قيادة الحملة بعد مقتل ماغلان في عام 1521 في طريق العودة إلى إسبانيا. وفي الواقع، يعد إيلانكو أول أوروبي يكمل دورة كاملة حول العالم.

لكن إيلانكو ليس أول شخص يكمل دورة كاملة حول العالم. فإن مؤرخين يؤكدون أن أول شخص أبحر حول العالم هو عبدٌ ماليزي، يدعى إينريكي، أسره ماغلان من ماليزيا في عام 1511، وعاد معه إلى أوروبا، ثم رافقه مترجما في حملته الاستكشافية حول العالم. وقد سافر إينريكي مع ماغلان غربا من قبل من آسيا إلى أوروبا. أي أن إينريكي قد جاب العالم طولا وعرضا على مدى سنوات وفي عدة رحلات.

ما أكبر كائن حي على ظهر الكرة الأرضية؟

يعد الحوت الأزرق، بحسب الصندوق العالمي للحياة البرية (World wildlife Fund) "دبليو دبليو إف" (WWF)، في القطب الجنوبي هو أكبر حيوان على ظهر الكوكب، إذ يصل وزنه إلى 400 ألف طن وطوله 98 قدما. ويعادل حجم قلبه حجم سيارة صغيرة. ويستهلك ما يصل 7936 طنا من الكريل يوميا. ويعد الحوت الأزرق أيضا أكثر الكائنات الحية صخبا على ظهر الأرض، إذ تبلغ شدة صوته 188 ديسيبل.

ما أثقل مادة في الكرة الارضية؟

يعد عنصر الأوزميوم أثقل معدن في الكرة الأرضية. فهذا المعدن له ضعف كثافة الرصاص. إذ يزن كل لتر من الأوزميوم 22.6 كيلوغراما، في حين أن كل لتر من المياه يزن كيلوغراما واحدا.

ما أعمق وأعلى نقطة على سطح الكرة الأرضية؟

توجد أعمق نقطة في سطح الكرة الأرضية في الطرف الجنوبي من خندق "ماريانا" (Mariana) في المحيط الهادي، وتسمى "تشالنجر ديب" (Challenger Deep). ويبلغ عمق هذه النقطة 36 ألفا و200 قدم، أي 11 ألف متر.

أما أعلى نقطة على ظهر كوكب الأرض فهي على عكس ما يظن معظم الناس، ليست قمة إيفرست، بل قمة جبل شيمبورازو في الإكوادور. فهذا الجبل الذي يقع بالقرب من خط الاستواء، حيث تبدو الأرض مفلطحة نسبيا، تعد قمته أقرب نقطة في الأرض من النجوم. أما أعلى جبل على سطح الأرض فهو بركان ماونا كيا في هاواي، الذي يتجاوز ارتفاعه 33 ألفا و500 قدم من القاعدة إلى القمة.