قبل از ظهور قاره ها، شاید زمین فقط سرزمین جزیره ها بوده است. اولین نشانه های حیات آغازین روی زمین احتمالا در استخرهای آب گرم جزایری شکل گرفته است که همچون لکه های کوچکی در میان اقیانوس بی کران بودند؛ اقیانوسی به وسعت تمام سیاره زمین.
قدیمی ترین حیات تأیید شده روی زمین 3.5 میلیارد سال قدمت دارد، و این تنها یک میلیارد سال پس از تشکیل این سیاره است. همچنین ردپای حیات احتمالی در سنگ هایی یافت شده است که قدمت آنها 3.7 میلیارد سال و 3.95 میلیارد سال است. این نمونه ها بحث برانگیز هستند، اما می توانند شواهدی بر این باشند که زندگی خیلی زود پس از تکامل اتمسفر جو و اقیانوس های کره زمین شکل یافته است.
منشا حیات مذکور نیز بحث برانگیز است. به هر حال زندگی روی زمین برای واکنش شیمیایی به مولکول های اساسی (آمینو اسیدها و نوکلئوتیدها) احتیاج دارد تا مولکول های پیچیده ای مانند پروتئین، RNA و DNA تشکیل شود. این انتقال از اجزای سازنده به زنجیره های مولکولی طولانی، پلیمریزاسیون نامیده می شود و در دما و شرایط خاصی رخ می دهد.
بر اساس تحقیقاتی که در سال 2008 انجام شد و در مجله Nature Review Microbiology منتشر شد، برخی دانشمندان معتقدند که اولین حیات میکروبی در منافذ گرمابی زیر دریا شکل گرفته است که میزبان نوعی از شرایط شیمیایی است که می تواند موجب پلیمریزاسیون شود. دانشمندان دیگر استدلال می كنند كه این منافذ حرارت زیادی را برای پلیمریزاسیون موثر تولید می كنند و همچنین محیط زیر آب باعث سخت تر شدن شرایط پلیمریزاسیون می شود. این گروه از محققان استدلال می کنند که زندگی در عوض در لبه حوضچه های کم عمق و با انرژی زمین گرمایی پدیدار شده است.
برای اثبات فرضیه استخر آب گرم، زمین در دوره های اولیه خود باید سطح یکپارچه و مستحکمی داشته باشد و نبود زمین مستحکم به معنای نبود مکانی برای استخرهای آب گرم است. درست در همین نقطه است که مطالعه جدید که در 4 ژانویه در مجله Nature Geoscience منتشر شد، روی کار می آید. دانشمندان علوم زمین شناسی جان کورناگا از دانشگاه یل و خوان کارلوس روساس از مرکز تحقیقات علمی و آموزش عالی Ensenada در مکزیک، علاقه مند به درک توپوگرافی زمین در دوره آرکئن( نخست زیستی) هستند. این دوره 4 میلیارد تا 2.5 میلیارد سال پیش است. شیمیدان جفری بادا، طرفدار فرضیه حوضچه های آب گرم در موسسه اقیانوس شناسی Scripps در سن دیگو، به کورناگا مراجعه کرد و از او پرسید که آیا احتمال وجود خشکی در زمان آرکئن وجود دارد.
دوره آرکئن
کورناگا و روساس از یک مدل رایانه ای برای بازآفرینی شرایط زمین در دوره ی آرکئن استفاده کردند. 12 ژانویه 2021، کورناگا به Live Science گفت: ” سطح جدید اقیانوس در پشته های اقیانوس میانی شکل می گیرد، جایی که سنگ ها از عمق لایه میانی زمین (گوشته) برخاسته و ذوب می شوند و پوسته اقیانوسی جدید ایجاد می کنند. همان طور که این پوسته از محل پیدایش خود در خط الراس اقیانوس میانی (که شبیه رشته کوه زیر آب است) دور می شود، خنک شده، منقبض می شود، متراکم تر شده و از ارتفاع آن کاسته می شود.
در همین حال، زمین منبع گرمای داخلی خود را دارد: یعنی گرمایش رادیوژنیک، که توسط پوسیدگی عناصر رادیواکتیو در عمق گوشته به وجود می آید. این گرما به سمت بالا فشار می آورد و در نهایت باعث افزایش ارتفاع سطح می شود.
در دوره آرکئن، این گرمایش رادیوژنیک قوی تر بود. بدان معنا که حتی با وجود خنک شدن و انقباض پوسته جدید اقیانوسی، به سمت بالا رانده شد. این می تواند منجر به این شود که کوه های زیر آب که دایره ای شکل هستند- برخلاف پشته های اقیانوس میانی – از سطح دریا به سمت بالا رانده شوند و جزایر را تشکیل دهند.
كورناگا افزود: “اگر به گذشته برگردید، باز همان میزان اثر خنك كنندگی دارید اما اثر گرم كننده بسیار بیشتری از عمق گوشته دارید، بنابراین این قسمت عمیق تر برنده شده و غلبه می کند.”
یافته ها حاکی از آن است که احتمال وجود خشکی روی زمین قبل از تشکیل قاره های بزرگ وجود دارد.
کورناگا گفت: “این فرضیه استخرهای آب گرم یک مبنای زمین شناسی مستحکم دارد.”
البته این به معنای درست بودن فرضیه نیست. اما مطالعه جدید نشان می دهد که فقط بر اساس یافته های زمین شناسی نمی توان فرضیه استخرهای آب گرم را رد کرد. زمین شناسان در تلاشند تا محدودیت های شیمی دوستدار زندگی را در زمین کشف کنند. کوروناگا گفت: “این یک موضوع بسیار غنی است.”
