يقول العلماء إن الأرض ربما كانت تمتلك حلقة تشبه حلقة زحل قبل أكثر من 400 مليون سنة

يشتهر كوكب زحل بنظامه الحلقي الواسع، وهو واحد من أربعة كواكب في نظامنا الشمسي تمتلك هذه السمة المميزة. والآن، يفترض العلماء أن الأرض ربما كانت تمتلك حلقة خاصة بها منذ حوالي 466 مليون سنة.

خلال العصر الأوردوفيشي، وهو فترة شهدت تغيرات كبيرة في أشكال الحياة على الأرض والصفائح التكتونية والمناخ، شهد الكوكب ذروة في ارتطام النيازك. ووفقًا لدراسة نُشرت في 12 سبتمبر في مجلة رسائل علوم الأرض والكواكب، فإن ما يقرب من عشرين فوهة ارتطام معروفة خلال هذا الوقت كانت جميعها في نطاق 30 درجة من خط الاستواء على الأرض، مما يشير إلى أن النيازك ربما تكون قد أمطرت من حلقة صخرية حول الكوكب.

"من غير المألوف إحصائيًا أن تحصل على 21 فوهة كلها قريبة نسبيًا من خط الاستواء. لا ينبغي أن يحدث ذلك. يجب أن تكون موزعة بشكل عشوائي"، كما قال المؤلف الرئيسي أندرو تومكينز، الجيولوجي وأستاذ علوم الأرض والكواكب في جامعة موناش في ملبورن، أستراليا.

لا تسلط الفرضية الجديدة الضوء على أصول الارتفاع المفاجئ في ارتطامات النيازك فحسب، بل قد توفر أيضاً إجابة لحدث لم يتم تفسيره سابقاً: ربما كان التجمد العالمي العميق، وهو أحد أبرد الأحداث المناخية في تاريخ الأرض، نتيجة لظل الحلقة.

يأمل العلماء في معرفة المزيد عن الحلقة المحتملة. وقال تومكينز إن ذلك يمكن أن يساعد في الإجابة عن ألغاز تاريخ الأرض بالإضافة إلى طرح أسئلة جديدة حول التأثير الذي يمكن أن تكون الحلقة القديمة قد أحدثته على التطور التطوري.

حلقة شبيهة بكوكب زحل على الأرض

عندما يقترب جرم صغير من كوكب ما بما فيه الكفاية، فإنه يصل إلى ما يُعرف بـ حد روش، وهي المسافة التي يكون فيها الجرم السماوي لديه ما يكفي من الجاذبية لتفتيت الجسم المقترب. ثم يخلق الحطام الناتج عن ذلك حلقات حول الكوكب، مثل تلك الموجودة حول زحل التي ربما تكونت من الحطام الناتج عن الأقمار الجليدية، وفقًا لوكالة ناسا

اعتقد العلماء سابقًا أن كويكبًا كبيرًا انفصل داخل النظام الشمسي، مما أدى إلى تكوين النيازك التي ضربت الأرض خلال العصر الأوردوفيكي. ومع ذلك، من المحتمل أن يكون مثل هذا الارتطام قد تسبب في توزيع الضربات بشكل عشوائي، مثل التوزيع العشوائي للحفر على القمر، كما قال تومكينز.

ويفترض مؤلفو الدراسة أن كويكبًا كبيرًا، يقدر قطره بحوالي 7.5 ميل (12 كيلومترًا)، قد وصل بدلًا من ذلك إلى حد روش الأرض الذي ربما كان على بعد حوالي 9800 ميل (15800 كيلومتر) من الكوكب استنادًا إلى قياسات الكويكبات السابقة ذات الكومة من الأنقاض. وقال تومكينز إن الكويكب كان من الممكن أن يكون قد تعرض للضرب إلى حد كبير من الاصطدامات الأخرى، مما يجعل الركام رخواً وسهل التفكيك بفعل قوة المد والجزر الأرضية.

وأضاف أن الحلقة كانت ستتشكل على طول خط الاستواء بسبب الانتفاخ الاستوائي للأرض، على غرار كيفية تشكل حلقات زحل والمشتري وأورانوس ونبتون حول المستويات الاستوائية لكل من تلك الكواكب.

وقال تومكينز إن هناك حوالي 200 اصطدام معروف على مدار تاريخ الأرض. ومن خلال النظر في كيفية تحرك الكتل الأرضية على الأرض مع مرور الوقت، وجد المؤلفون أن الـ 21 فوهة معروفة تعود إلى العصر الأوردوفيشي كانت جميعها بالقرب من خط الاستواء. علاوة على ذلك، فإن 30% فقط من سطح الأرض المناسب لحفظ فوهة البركان كان بالقرب من خط الاستواء. وأضاف أنه إذا كانت الاصطدامات عشوائية بدلاً من أن تكون من حلقة، فإن معظم الفوهات كان يجب أن تكون قد تشكلت بعيداً عن خط الاستواء.

يشير المؤلفون أيضًا إلى دراسة أجريت في فبراير 2022 التي حللت فوهات الارتطام على الأرض والقمر والمريخ، ووجدت علامات على ارتفاع ارتطام الأوردوفيشيك على الأرض فقط، مما يضيف دليلًا آخر يتماشى مع نظرية الحلقة.

قال عالم الفيزياء الفلكية فينسنت إيكي، الأستاذ المشارك في معهد علم الكونيات الحاسوبية في جامعة دورهام البريطانية الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة: "تقدم الورقة البحثية فكرة ممتعة تربط بعض الألغاز ببعضها البعض".

وجد التحليل البحثي العديد من الرواسب عبر الأرض التي تعود إلى نفس الفترة التي كانت فيها فوهات الارتطام التي تحتوي على مستويات عالية من الكوندريت L، وهي مادة نيزكية شائعة، والتي كانت تحمل علامات على التعرض للإشعاع الفضائي لفترة أقصر من النيازك الموجودة اليوم. ويشير هذا الاكتشاف إلى أن كويكباً كبيراً تعرض للإشعاع الفضائي من المحتمل أن يكون قد ضل طريقه ضمن حدود روش الأرضية، كما كتب مؤلفو الدراسة.

بعد بضعة ملايين من السنين التي تلت فترة زيادة ضربات النيازك، قبل حوالي 445 مليون سنة، حدث انخفاض كبير في درجات الحرارة العالمية للأرض، والمعروفة باسم العصر الهيرنانتي.

وقال إيكي في رسالة بالبريد الإلكتروني: "يمكن أن يفسر الحطام اللاحق لمثل هذا الحدث (حلقة محتملة) هذه الملاحظات الثلاث"، في إشارة إلى الحفر الارتطامية وحطام النيازك والتغير المناخي العالمي.

قال تومكينز إن مؤلفي الدراسة يبحثون في مدى الظل اللازم لإحداث تجمد عالمي عميق، وهي نتيجة يمكن أن تساعد بدورها في تقدير مدى عتامة الحلقة، كما قال تومكينز. وأضاف أنه بالمثل، يمكن أن تكون الأرض قد تم تبريدها بواسطة سحب الغبار الناتجة عن ارتطام النيازك.

وقال تومكينز إنه يأمل أن تحدد الأبحاث المستقبلية المدة التي استمرت فيها الحلقة، وأن تلقي الضوء على كيفية تأثيرها على التغيرات التطورية التي واجهتها الأرض على الأرجح بسبب الظروف المناخية الصعبة. وأضاف: "يمكن أن يساعدنا فهم أسباب التغير المناخي للأرض في التفكير في (تطور) الحياة أيضًا".

من الصعب تحديد الشكل الذي كانت ستبدو عليه مثل هذه الحلقة دون معرفة كثافة المادة، لكن تومكينز يقدر أنه حتى الحلقة الخافتة كانت ستكون مرئية من الأرض.

وقال: "إذا كنت على الجانب الليلي من الأرض تنظر إلى الأعلى، وضوء الشمس يسطع على الحلقات، ولكن ليس عليك، فإن ذلك سيجعلها على الأرجح مرئية بشكل مثير للاهتمام - ستكون مذهلة للغاية".

إمكانية وجود حلقات مستقبلية

قال تومكينز إنه استنادًا إلى مدة فترة التبريد العالمي وتأريخ الحفر والمواد النيزكية، فإن الحلقة الأرضية المحتملة يمكن أن تكون قد استمرت من 20 إلى 40 مليون سنة. وكان من الممكن أن تتسبب التصادمات بين الجسيمات الأخرى في قذف الصخور الفضائية خارج الحلقة.

[وجد بحث سابق أن المريخ القديم ربما كان يحتوي أيضًا على حلقة، أو حلقات، ويتوقع العلماء أن هذا الكوكب قد يكون لديه يومًا ما المزيد في المستقبل.

"وقال إيكي في رسالة بالبريد الإلكتروني: "بينما ترتبط الحلقات بالكواكب الخارجية العملاقة في النظام الشمسي في الوقت الحاضر، إلا أنه في غضون المائة مليون سنة القادمة أو نحو ذلك، ينبغي أن يكتسب المريخ نظاماً حلقياً عندما يدور قمره الداخلي، فوبوس، داخل نصف قطر روش الصلب ويتمزق هو نفسه. "لحسن الحظ، بالنسبة لتطور الحياة على الأرض، فإن هذه الأنواع من (الأحداث) نادرة في الوقت الحالي!"

منذ أواخر سبتمبر، يتحرك كويكب يحمل اسم 2024 PT5 بالقرب من الأرض. ويشار إلى الصخرة الفضائية عادةً باسم "القمر الصغير" نظرًا لاقترابه من مسافة 2.8 مليون ميل (4.5 مليون كيلومتر) من كوكب الأرض. ومع ذلك، حتى خلال أقرب مرور للكويكب حتى الآن في 8 أغسطس/آب عند حوالي 352,300 ميل (567,000 كيلومتر)، لم يكن الكويكب قريباً من حد روش الأرضي، كما قال كارلوس دي لا فوينتي ماركوس، الباحث في كلية العلوم الرياضية في جامعة كومبلوتنسي في مدريد الذي درس القمر الصغير. لم يشارك دي لا فوينتي ماركوس في الدراسة الجديدة.

كما أضاف في رسالة بالبريد الإلكتروني أن الحلقة الأرضية المقترحة "كان يجب أن تكون نتيجة اضطراب جسم أكبر بكثير كما أشار المؤلفون في ورقتهم البحثية"، لذا فإن الكويكب، الذي يبلغ قطره على الأرجح حوالي 37 قدمًا (11 مترًا)، لا يمكن أن يكون قد صنع حلقة جديدة للأرض.

"ستحتاج إلى التقاط كويكب كبير ووضعه في المدار الصحيح تماماً لينفصل.(هذا القمر الصغير) هو مجرد مثال على العمليات التي تجري في منطقتنا الفضائية القريبة التي يمكن أن تؤدي إلى هذا النوع من الأشياء التي نتحدث عنها". ومع ذلك، "حدث تكوين الحلقة هذا الذي نعتقد أنه ربما حدث مرة واحدة فقط في آخر 500 مليون سنة."