الدهر الجهنمي-Hadean Eon

يصنف الهادين Hadean كأقدم دهر في عصر الما قبل كامبري، تكاد تكون المعلومات الجيولوجية والبيولوجية لهذا الدهر محدودة وذلك بسبب ندرة الصخور القديمة أو المعادن والتحولات التي قد تعرضت لها بعد ذلك. وهي مكملة بدراسة صخور القمر والمريخ لنفس العمر.

تصميم العرض

1-تاريخ الدهرالجهنمي Hadean

2-أصل التسمية

3-أقسام الدهرالجهنمي Hadean

4-تشكل وتطور المجموعة الشمسية في العهد الجهنمي Hadean

   1-4: كيف تكونت الشمس

   2-4: كيف تكونت الكواكب....

   3-4: كيف تكونت الارض

   4-4: كيف تكون القمر

5-كيف تشكل الغلاف الجوي للارض

6-من أين جاء الماء على كوكب الارض

7- صخور الدهر الجهنمي Hadean

مراجع

تاريخ الدهر الجهنمي: 

يصنف كأقدم تقسيم للزمن الجيولوجي، يأتي قبل الحقبة الاركية امتد ما بين 4.57 مليار سنة إلى 4 مليار سنة، واستغرق مايقرب من 770 مليون سنة وهي المدة التي تشكلت فيها الأرض (يتفاوت التاريخ طبقا للمصادر المختلفة).

أصل التسمية

لم يأتِ ذلك المسمى عبثًا أو من وحي خيال عالِم في ساعة فراغ بل في الحقيقة كانت الأرض في هذا الوقت تعيش أزهى فترات الثورات البركانية.

كلمة (Hadean)  هي كلمة انجليزية تعني "خفي" أو "جحيم" إشارة إلى حالة الأرض " الغامضة والجهنمية" في ذلك الوقت. وقد اشتقت من الأسطورة اليونانية هاديس  (Hades) وهو ملك العالم السفلي، عالم الموتى. 

وقد صاغ هذا المصطلح الجيولوجي بريستون كلود في عام 1972. ليعيد صياغته في وقت لاحق العالم والتر بريان هارلاند ويسميه بمصطلح مرادف وهو "عصر البريسكوي"  أو "العصر العتيق") باللاتينية ( Priscoan period ليطلق عليه بعد ذلك اسم اخر وهو ما قبل السحيق (باللاتينية( Pre-Archean.

أقسام الدهر الجهنمي

بما أن الآثار الجيولوجية المتبقية على الأرض لهذا الدهر قليلة، فلا يوجد له تقسيم فرعي رسمي. ومع ذلك، فإن المقياس الزمني الجيولوجي القمري يشمل العديد من الأقسام الرئيسية المتعلقة بالدهر الجهنمي، وتستخدم في بعض الأحيان بطريقة غير رسمية للإشارة إلى نفس الفترات الزمنية على الأرض 

أقسام جيولوجيا القمر الزمنية هي:

⬗فترة ما قبل النكتارية: بدأت منذ تكون قشرة القمر (منذ 4.533 مليون سنة مضت) حتى حوالي 3.920 مليون سنة مضت.

⬗الفترة النكتارية: بدأت منذ 3.920 مليون سنة مضت إلى حوالي 3.850 مليون سنة مضت، في وقت القصف الشديد المتأخر، وفقا لهذه النظرية فقد كان في مرحلة الانخفاض.

في 2010، تم اقترح مقياس آخر يتضمن إضافة دهرين يسبقان الدهر الجهنمي وهما: الشاوشي والبرينفيلي، وتقسيم الجهنمي إلى ثلاثة حقب مع عصرين لكل منهما.

• الحقبة الجهنمية القديمة: وتتكون من عصري :
•       الهيفايست (4.5-4.4 مليار سنة مضت).
•       اليعقوبية (4.4-4.3 مليار سنة مضت).
• الحقبة الجهنمية الوسطى: وتتكون من عصري :
•       الكندي (4.3-4.2 مليار سنة مضت).
•       البروكرستي (4.2-4.1 مليار سنة مضت).
• الحقبة الجهنمية الحديثة: وتتكون من عصري :
•       الاكاستي (4.1-4.0 مليار سنة مضت).
•       البروميثي (4.0-3.9 مليار سنة مضت) 

ولكن اعتبارًا من فبراير 2017، لم يعتمد الاتحاد الدولي للعلوم الجيولوجية هذا التقسيم.

تشكل وتطور المجموعة الشمسية 

وجد الكون منذ حوالي 13.8 مليار سنة أو أكثر أو أقل ببضع مئات ملايين من السّنين، سيتعرض الكون للانفجار العظيم ومنه ستتشكل لنا  الكواكب والاجرام بما في ذلك الارض، هذا النظام الكوكبي والذي يدور حول الشمس سمي بالنظام الشمسي والذي وجد في 4.6 مليار سنة بالتّحديد، مّما يعني أنَّ الكون أقدم من النّظام الشّمسي بثلاث مرّات. 

 خلال تلك الفترة وقبل تشكل الكواكب...كان النّظام الشّمسي عبارة عن سحابة كبيرة دوارة مكونة من غبار النجوم وغاز يتكون من الهيدروجين والهيليوم، هذه السحابة سميت في الاوساط العلمية بالسديم الشمسي. 

سديم الجبار ربما يشبه الى حد كبير السديم البدائي الذي تشكلت منه شمسنا

كيف تكونت الشمس

قبل حوالي 4.5 مليار سنة بدأ السديم بالانكماش او التقلص مما جعله يدور بسرعة أكبر. لتتجمع معظم الكتلة في المركز نتيجة الجاذبية فازدادت درجة حرارة المركز بحيث أصبحت أعلى من محيط القرص

وكلما تقلص السديم ازداد الدوران حتى بدأ يتسطح على شكل قرص كوكبي دوار بقطر 200 وحدة فلكية تقريبا، كما ازدادت معه درجة حرارة المركز والتي ستؤدي الى اشتعال النجم الاولي الملقب ب تي ثور،هذا النجم الاولي في المركز سيتطور الى الشمس أنظر الشكل

تشير حسابات محاكاة عن الشمس الناشئة أنها كانت في القديم أضعف كثيرا مما هي عليه الآن. تقول الحسابات أن شدة ضيائها كان يبلغ نحو 70-75% من ضيائها الحالي. أي أن درجات الحرارة على الأرض من المحتمل أنها كانت تنخفض إلى ما تحت الصفر المئوي، ولكن ذلك لم يتخلل الدهر الجهنمي. 

ويدرس العلماء ما يسمى تناقض الشمس الناشئة الضعيفة ويحاولون التوصل إلى تفسير له. اذا فما مصير السحابة المحيطة بالشمس وكيف ستتكون باقي الكواكب الاخرى ؟؟؟

قرص كوكبي أولي

كيف تكونت الكواكب 

سيبدأ القرص الكوكبي او السحابة المحيطة بالشمس بالتفكك إلى حلقات، وتتجمع شظايا الغبار والحطام معا لتشكل الكواكب.كيف ذلك؟؟ 

تبدأ درجة حرارة القرص بالانخفاض نتيجة إشعاعها للطّاقة، ممّا يؤدّي إلى تكاثف اي تجمع الغاز، وتحوّله إلى حبيبات صغيرة من الغبار، والتي تتكوّن من المعدن، والصخور. 

تتماسك الحبيبات الغبارية مع بعضها البعض، ممّا ينتج عنه جسيمات أكبر حجماً، ويستمرّ تراكم المواد على هذه الجسيمات بسبب قوة جاذبيتها مشكّلة بذلك كويكبات صغيرة. 

تشكّل الكواكب الأولية نتيجة لازدياد حجم الجزيئات، والجسيمات بفعل استمرار تراكم المواد الصلبة القريبة من مدارها، وفي حال كانت هذه الكواكب كبيرة الحجم، فإنّها تجذب بفعل قوى جاذبيتها الغازات المحيطة بها، فتتحوّل بذلك إلى كوكب غازيّ عملاق في حين تتكوّن الأقمار التابعة لهذه الكواكب نتيجة لتكاثف ما تبقّى من غاز، وغبار حولها، أمّا في حال لم تكن هذه الكواكب كبيرة الحجم بما يكفي لجذب الغازات المحيطة بها، فإنّها تبقى على هيئة أجرام، وكواكب جليدية، أو صخرية. 

يزداد حجم الكواكب مع مرورالوقت لتصبح كواكب ضخمة، في حين يؤدّي اصطدام الكواكب الأخرى ذات الحجم الصغير إلى تفكّكها إلى أجزاء صغيرة تتحوّل فيما بعد إلى نيازك، أو قد يسبّب ذلك تغيير، وانحراف في مسارها 

مراحل تطور السديم وتكون المجموعة الشمسية

ويجب ان نشير هنا الى ان الرياح الشمسية لنجم تي الثور الحديث ازاحت معظم المواد الموجودة في القرص التي لم تتكاثف إلى أجسام كبيرة.

انكماش القرص المحيط بالشمس وتكاثف المواد المحيطة بها لاجسام كبيرة، وفي المرحلة الاخيرة عملت الرياح الشمسية على ازاحة  معظم المواد الموجود في القرص والتي لم تتكاثف لاجسام كبيرة

 

 

 

 

 

 

كيف تكونت الارض

تكون كوكب الارض خلال الدهر الجهنمي. وسيبدأ بالتشكل كباقي الكواكب الاخرى حيث نمت الأرض البدائية بالتراكم حتى اصبح باطنها ساخنا بما يكفي لإذابة المعادن الثقيلة مثل الحديد والنيكل، مُعطية كثافةً كافية لمركز الكوكب لأن يبدأ في البرود، أما المعادن الخفيفة مثل السيليكون والكالسيوم والأكسجين المرتبط، فكونت قشرة الأرض. وبقيت المعادن في باطن الارض ساخنة ومنصهرة.

اطلق على هذه العملية كارثة الحديد التي أدت إلى فصل الوشاح البدائي والنواة (المعدنية) بعد 10 ملايين سنة فقط من بدء تكوين الأرض، أنتج بنية ارضية طبقية وتشكيل مجال مغناطيسي للارض.

وظلت الأرض لفترة طويلة تغطيها طبقة محيطية متصلبة، تجدد نفسها كما يحدث في عصرنا هذا من حمل للمواد وتقلبات من الداخل إلى الخارج

عند نهاية الدهر الجهنمي تعرضت الارض إلى سقوط أعداد كثيرة من النيازك وهي تسمى مرحلة "تساقط النيازك المتأخرة"، مثلها كمثل ما نراه اليوم على وجه القمر من فوهات منتشرة، منها الكبير ومنها الصغير.

وعلى هذا النحو تشكلت الأرض منذ حوالي 4.54 مليارات سنة (مع شكوك بنسبة 1%) وتم اكتمالها خلال 10-20 مليون سنة.

كيف تكون القمر 

وضع علماء الجيولوجيا الفلكيّة نظريّةً مفادها أنّه منذ حوالَي 4.52 مليار سنة توجه كوكب بحجم المريخ نحو الارض بسرعة هائلة يُسمى ثيا   Theia وأضاف التّصادم حوالَي 10% إلى كتلة الأرض. وجراء هذا الاصطدام الكبير تكون القمر من المواد الممزقة من الأرض.

الاصطدام العملاق الذي يعتقد أن القمر ولد منه

  

فرضية الاصطدام العملاق

ويفترض العلماء أن القمر المتكون كان على بعد قريب من الارض يبلغ 1/5 من بعده الحالي، لذلك فان جاذبية الارض كانت قادرة على سحب القمر الى مداره وظل القمر يدور حول الارض منذ ذلك الحين، وكان لتشكيل القمر اثار عميقة على مناخ الارض، فقد ابطا القمر دوران الارض وأدى ذلك الى امالة الارض على محورها، وبهذا تكونت الفصول الاربعة نظرا لان القمر منح الارض الاستقرار ومنعها من التذبذب، وايضا صار مناخ الارض اكثر توازنا. وبسبب قوى المد والجزر انخفضت سرعة دوران القمر رويدا رويدا مما جعله يبتعد عن الأرض ويتخذ مكانه الحالي.

ودراسة التكوينات القمريّة تدلّ على أنّ النّظام (الأرضيّ/القمريّ) كان يتعرض للقصف والى ضربات كثيرة وسقوط لكويكبات ناشئة خلال الحقبة الجهنميّة.

كيف تشكل الغلاف الجوي للارض

الغلاف الجوي هو غلاف يحيط بالأرض يتكون من مجموعة من الغازات، وهو الحد الفاصل ما بين الأرض والفضاء، ويمتد حتى عشرة آلاف كيلو متر، وتتضاءل كثافته تدريجيًا كلما ارتفعنا إلى أعلى، ويتكون من مجموعة من الطبقات. 

مراحل تكوين الغلاف الجوي

تكون الغلاف الجوي منذ أربعة مليارات عام وتشير الدلائل إلى أنه مرَّ على الأرض عدة أغلفةٍ جويةٍ، وليس غلاف جوي واحد، ولكن نحن سنركز هنا على كيفية تكون الغلاف الجوي البدائي في العصر الجهنمي.

الغلاف الجوي الأول تكوّن من غازي الهيليوم (He)، والهيدروجين (H2)، وتُرَجّح هذه الغازات، لأنها هي الغازات الرئيسية الموجودة حول الشمس، والتي تكونت الكواكب منها، وبسبب حركة هذه الذرات السريعة، فقد استطاعت الخروج والهروب للفضاء الخارجي بعيدا عن الارض، لان جاذبية الارض المنخفضة لم تكن قادرة على جذب الغازات خفيفة الوزن، اضف الى ذلك انحراف الغلاف الجوي الأرضي المحمل بهذه الغازات بعيداً بسبب الرياح الشمسية الشديدة؛ ويعود ذلك إلى عدم امتلاك الأرض للمجال المغناطيسي -بسبب عدم وجود نواة متمايزة لكوكب الأرض- الذي يساهم في الحفاظ على
هذه الغازات.

الغلاف الجوي الثاني:  في هذه المرحلة يعتقد ان القشرة الارضية لم تتشكل بعد وستبدأ البراكين التي كانت تملأ الارض بتزويد الغلاف الجوي الابتدائي ببخار الماء(H2O)،  والغازات كثاني أكسيد الكربون (CO2)، وأول أكسيد الكربون (CO)، والهيدروجين (H2)، والنيتروجين(N2) ، والكبريت (S2)، والكلور (Cl2)، وثاني أكسيد الكبريت (SO2)، وبعض المركبات الأخرى، مثل: الأمونيا(NH3) ، والميثا  (CH4)  باستثناء الأكسجين الذي لا يوجد في غازات البراكين.

وكونت هذه الغازات غلافا يحيط بالارض، هذا المحيط الذي كان باردا نسبيا إذ كانت الشمس الناشئة حرارتها لا تزال ضعيفة. ولم تكن القشرة الأرضية قد تشكلت بعد.

لكن جاءت نظرياتٌ جديدةٌ تنفي هذا الاحتمال أو تُحجّم أهميته، وتشير إلى أن الغلاف الجوي لم يتشكل بفعل غازات البراكين، وإنما بفعل الغازات القادمة من الفضاء الخارجي. فقد وجد العلماء إشاراتٍ إلى وجود نيازك في غازات البراكين، مما يعني أن الغازات البركانية لم تكن العنصر الرئيسي في تشكيل الغلاف الجوي، أو المسطحات المائية، وإنما من مصدرٍ آخر قادم من الفضاء الخارجي، حيث كشفت إحدى الدراسات على عيناتٍ من الكريبتون والزينون إلى وجود نظائرَ مشابهة لهذه الغازات بالنيازك والمذنبات، لكن هل ذلك صحيحٌ بنسبة مائة بالمائة؟ ربما اذن، فكيف تشكل غاز الاكسجين؟

 

ظهور الاكسجين 

تصل نسبة وجود غاز الأكسجين في الجو في وقتنا الحالي إلى ما يُقارب 21%، في حين أنّها كانت أقل من ذلك بكثير، وتلخص طريقة تكونه على النحو الآتي: 

ساهمت الأشعة فوق البنفسجية بتفكيك جزيئات الماء، ما أدّى إلى زيادة غاز الأكسجين (O2) في الجو إلى نسبة تراوحت بين (1-2)%، بالإضافة إلى ذلك تشكّل غاز الأوزون (O3)، الذي يساهم بشكل كبير في حماية الأرض من الأشعة فوق البنفسجيّة.

ساهمت عمليّة التمثيل الضوئي -تفاعل بخار الماء مع ثاني أكسيد الكربون بوجود أشعة الشمس والبكتيريا الخضراء المُزرقة- بإطلاق غاز الأكسجين إلى الجو وإنتاج الغذاء. ساهمت عملية التجوية الكيميائية بأكسدة سطوح الصخور الموجودة على الأرض، ما أدّى إلى تحرير كمية من غاز الأكسجين إلى الجو. زادت البكتيريا الخضراء المزرقة من نسبة غاز الأكسجين في الجو، حيث وصلت إلى حوالي 10% وبمرور الوقت بدأ غاز الأكسجين يتراكم في الجو، بينما بدأت نسبة ثاني أكسيد الكربون في الانخفاض، ثم بدأ غاز الأمونيا في التفكك إلى الهيدروجين والنيتروجين، وبسبب خفة غاز الهيدروجين، فقد ارتفع حتى وصل إلى آخر طبقات الغلاف الجوي (الاكسوسفير) وأصبح من مكوناتها، بل وخرجت نسبةٌ كبيرةٌ من هذا الغاز إلى الفضاء الخارجي.

وربما نشأ تطور الحياة من خلال النشاط الكيميائي عند فوهات مائية حرارية في قاع البحار حيث تخرج منها مركبات الكبريت والكربون وسلفات وأملاح الحديد والمنجنيز والنحاس ذائبة في الماء في هيئة منفّسات وبعضها ما يترسب حولها بعد مقابلته لماء البحر البارد نسبيا.

من أين جاء الماء على كوكب الأرض؟ 

لم يتوصل العلماء إلى الحل النهائي لكيفية تواجد الماء على الارض حيث توجد العديد من الفرضيات التي تحاول تفسير مصدره.

نستنتج أنطلاقا من تاريخ تشكل الكرة الأرضية ومراحل تطورها الجيولوجية أن الماء لم يتشكل ضمن النظام الأرضي بسبب ارتفاع دراجات الحرارة والعديد من الاسباب الاخرى. الفرضية الرائجة هي أن الماء جاء إلى كوكب الأرض عن طريق المذنبات القادمة من مناطق خارج مدار نبتون. المذنب عبارة عن كتلة من الصخور والجليد وأحادي أكسيد الكربون وبعض الميثان والأمونيا. المذنبات التي ارتطمت في كوكب الأرض كانت تحمل الجليد الذي تحول إلى شكل الماء السائل بسبب موقع كوكب الأرض من الشمس والذي يسمح بتشكل مركب الماء ضمن الحالة السائلة.  

صخور الدهر الجهنمي

في أواخر القرن العشرين، اكتشف الجيولوجيون عددا قليلا من صخور الدهر الجهنمي في غرب جرينلاند، وشمال غرب كندا، وكذلك في استراليا الغربية.  وفي عام 2015، تم العثور على آثار لمعادن الكربون تبين أنها "لبقايا حيوية" في صخور عمرها 4.1 مليار سنة في أستراليا الغربية.

وجدت بلورات زركون محاطة برصيص حجر رملي متحول يعود تاريخها إلى 4.404 ± 0.008 مليار سنة مضت، وهي تمثل أقدم بلورات مؤرخة. وقد عثر عليها العلماء في مرتفعات جاك عند "حوض نابير جينيس" الواقعة في استراليا الغربية.. ويعد هذا الزركون ضئيل جدا وهو أقدم ما تم تأريخه، قبل 4.35 مليار سنة، أي حوالي 200 مليون سنة بعد الوقت المفترض لتشكل الارض.

الصور من اليمين الى اليسار:

-مظهر حجر الزركون الطبيعي

-بلورة لامعة من الزركون تطفو على مصفوفة تان من الكالسيت من منطقة جيلجيت في باكستان

وفي عدة مناطق أخرى، تشير الصخور الداخلية لزركون الدهر الجهنمي الموجود في الصخور الحديثة إلى أنها قد تشكلت داخل أراضٍ قديمة واندمجت مع بعض المواد القديمة. كما حدث في درع غيانا من تشكل إيووكراما جنوب غيانا حيث تم تأريخ الزركون في 4.22 مليار سنة مضت.

☍ مواضيع ذات صلة 

حقبة او عصر تشاوتيان Chaotian

📚المراجع

-كتاب أساسيات الجيولوجيا التاريخية لمؤلفه أ.د / عبدالجليل هويدي ــ أ.د / محمد أحمد هيكل

-موسوعة حضارة العالم. أحمد محمد عوف

-What Is a Nebula? (nasa)
-Formation of the Solar System (© 2014 Pearson Education, Inc.) 
-Age and Origin of the Moon (science)
-Origin of the Earth's Atmosphere (eiu)
-Solar System (Nasa) 
-The Absolute Chronology and Thermal Processing of Solids in the Solar Protoplanetary Disk (science) 
-Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago (nature)