چرا زمین یک سیاره عجیب و غریب است؟

دیجیاتو: دانشمندان باور دارند زمین یکی از سیارات عجیب و غریب منظومه شمسی است؛ حتی شاید بتوان آن را عجیب‌ترین سیاره دانست. اما چرا؟

آیا تابه‌حال به سنگ‌هایی که به‌صورت معمول در سطح زمین یافت می‌شوند، دقت کرده‌اید؟ برای یافتن این سنگ‌ها در سطح دیگر سیارات مشکلات فراوانی وجود دارد. تمام آنچه روی زمین یافت می‌شود، در دیگر سیارات نادر است و یا به‌طور کل وجود ندارد. همین امر سبب شگفت‌انگیزبودن زمین در میان سیارات منظومه شمسی می‌شود.

در راستای همین قیاس، دانشمندان به‌تازگی ناحیه‌ای شگفت‌انگیز در سمت دور ماه کشف کرده‌اند؛ سمت دور ماه به آن سمتی گفته می‌شود که رو به زمین نیست. آن‌ها ناحیه‌ای داغ در دهانه یک آتشفشان خاموش شده پیدا کردند که مدت‌هاست فعالیت نمی‌کند. این ناحیه توسط عناصر رادیواکتیو موجود در گرانیت‌ها درحال گرم‌شدن است. این گرانیت‌ها در لایه ماگمای جامد زیر پوسته تشکیل شده‌اند.

اما وجود مواد رادیواکتیو در گرانیت‌ها چیزی نبود که سبب شگفتی دانشمندان شده باشد - حتی روی زمین نیز گرانیت‌ها عمدتا حاوی مقادیر ناچیزی مواد رادیواکتیو هستند. آنچه سبب تعجب دانشمندان بود، وجود سنگ گرانیت بود! این نوع سنگ تنها به علت وجود آب مایع و صفحات تکتونیک فعال در زیر پوسته زمین تشکیل می‌شود، درحالی‌که ماه فاقد هر دو مؤلفه است.

این نکته را در نظر داشته باشید که گرانیت و سایر سنگ‌های ساخته‌شده از ماگمای سنگ‌های آذرین که در هنگام فوران آتشفشان ساخته می‌شوند، سنگ‌های خاص و منحصربه‌فردی در منظومه شمسی نیستند. سطوح ماه، مریخ و حتی قمرهای کوچک دیگر سیارات مانند «آیو» که قمر مشتری است، مملو از این سنگ‌ها هستند. اما ماگمای معمولی سبب تولید گرانیت نمی‌شود و همین عجیب است!

همین مسیٔله سبب می‌شود تا زمین با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود یک سیاره عجیب در منظومه شمسی در قیاس با دیگر سیارات باشد. گرانیت یکی از چندین سنگی است که تنها روی زمین یافت می‌شود - اگر در دیگر سیارات یافت شود، مقدار بسیار ناچیزی دارد و یک سنگ کمیاب است. ازجمله دیگر چیزهایی که در آن‌ها را تنها در زمین پیدا می‌کنیم، می‌توان به ستون‌های آهکی، تپه‌های ماسه‌ای کوارتز و غیره.

اما قضاوت دانشمندان در این‌باره تنها براساس دانش فعلی آن‌هاست. آن‌ها با توجه به اطلاعاتی که هم‌اکنون دارند، قضاوت می‌کنند که سنگ‌های معمولی در زمین در دیگر سیارات نایاب یا کمیاب است. اگر ماه می‌تواند حاوی گرانیت باشد و دانشمندان را غافلگیر کند، آیا دیگر سیارات همانند مریخ نیز می‌توانند حاوی سنگ‌هایی باشند که هیچ‌گاه وجود آن‌ها را پیش‌بینی نمی‌کردیم؟ حتی اگر پاسخ مثبت باشد، باز هم زمین به علت ویژگی‌های بی‌مانند خود، یکی از عجیب‌ترین سیارات منظومه شمسی است.

«هری مک‌سوین»، دانشمند سیاره‌شناسی دانشگاه «تنسی»، می‌گوید: «ماگمای حاصل از فوران آتشفشان معمولا سبب تشکیل سنگی سیاه به نام «بازالت» می‌شود. از سوی دیگر، گرانیت معمولاً از ماگمایی تشکیل می‌شود که بارها و بارها سرد شده و دوباره تا حدی ذوب می‌‌شود. در این فرآیند، کانی‌هایی مانند «کوارتز» که در گرانیت‌ها هستند، به‌راحتی ذوب‌شده و از گرانیت‌ جدا می‌شوند. سنگ‌های گرانیتی حاصل از این فرآیند بیشتر پوسته قاره‌ای زمین را تشکیل می‌دهند.

روی زمین، این فرآیند معمولاً در مناطق فرورانش اتفاق می‌افتد؛ جایی که پوسته اقیانوسی در زیر پوسته قاره‌ای می‌لغزد و پایین رفتن آن به سمت مرکز زمین سبب گرم‌شدن آن می‌شود. از آنجایی که سنگ‌های مرطوب راحت‌تر ذوب می‌شوند، پس فرورانش به این فرآیند کمک می‌کند. جالب است بدانید آب تنها به ذوب سنگ‌ها کمک نمی‌کند، بلکه سبب چسبیدن آن‌ها به یکدیگر نیز می‌شود.

«متیو سیگلر»، دانشمند سیاره‌شناسی از مؤسسه علوم سیاره‌ای در «توسان آریزونا» که در زمینه شناسایی گرانیت در ماه فعالیت داشته است، می‌گوید: «زمین با داشتن آب فراوان و صفحات تکتونیک همیشه راهی برای ساخته‌شدن گرانیت داشته است. اما این شرایط در دیگر سیارات وجود ندارد.»

به همین دلیل است که عطارد، زهره و مریخ و حتی قمرهای آتشفشانی سیاره مشتری دارای مقدار زیادی بازالت اما مقدار کمی گرانیت هستند. همچنین به همین دلیل است که آتشفشان‌های سیارات دیگر بیشتر شبیه پنکیک است و مواد به‌صورت انفجاری از کوه بیرون نمی‌آیند، بلکه حالتی روان دارند؛ مانند آتشفشان «Olympus Mons» در مریخ.

علاوه بر این موارد، سایر سنگ‌هایی که در آب تشکیل می‌شوند همانند ماسه، سیاره ما را منحصربه‌فرد می‌کنند؛ زیرا زمین تنها سیاره‌ای است که به علت داشتن آب فراوان می‌تواند چنین سنگ‌هایی در سطح خود داشته باشد.

سنگ‌های رسوبی مانند ماسه سنگ‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که سنگ‌های لایه لایه که از چسبیدن دیگر سنگ‌ها تشکیل شده بودند، خرد می‌شوند. این خرده سنگ‌ها مجددا بهم می‌چسبند و سنگ‌های جدیدی را شکل می‌دهند. برای چسبیدن مجدد این قطعات سنگ بهم، فشار و آب نیاز است. پس تنها فشار نمی‌تواند سبب شکل‌گیری آن‌ها شود.

«بتانی اهلمان» دانشمند سیاره‌شناسی «Caltech» می‌گوید: «برخی از سیارک‌ها همانند «ریوگو» و «بننو» دارای نوعی سنگ‌های رسوبی هستند که به علت شرایط عجیب گرانشی محیط شکل گرفته‌اند. مریخ نیز دارای سنگ‌های رسوبی متنوعی است که نشان از وجود آب در گذشته دور این سیاره دارد. سنگ‌های رسوبی سیاره سرخ بیشتر زمانی به وجود آمده‌اند که آب به چسباندن رسوبات ته‌نشین‌شده در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و تپه‌های شنی کمک کرده است. بااین‌حال، سنگ‌های رسوبی که ما روی زمین می‌شناسیم فراوان‌تر و متعددتر هستند و همین سبب منحصربه‌فردبودن زمین می‌شود.»

سنگ آهک سنگ دیگری است که در زمین رایج است. این سنگ درحقیقت نوعی سنگ گچی غنی از مواد معدنی به نام کربنات است. سنگ آهک در زمین به وفور یافت می‌شود. این سنگ زمانی تشکیل می‌شود که پوسته‌ها و اسکلت‌های موجودات اقیانوسی به ویژه صخره‌های مرجانی در کف دریا با لاشه ماهی‌ها ترکیب می‌شود. وقتی این مواد به‌خوبی به‌هم فشرده شدند، سنگ آهک شکل می‌گیرد.

دانشمندان باور دارند حیات روی کره زمین به تشکیل سنگ‌های آهکی سرعت می‌بخشد، به حدی که برخی باور دارند شاید سنگ‌های آهکی تنها با وجود حیات قابل شکل‌گیری هستند. اما اینطور نیست. فرآیندهایی که در آن‌ها موجودات زنده دخیل نیستند نیز می‌توانند منجر به تشکیل سنگ آهک شوند ازجمله آن‌ها می‌توان به فرآیندهایی اشاره کرد که منجر به تولید سنگ آهک در سطح سیاره مریخ شده است.

این نکته که سیاره مریخ در گذشته گرم و مرطوب بوده، سبب شده است حالا مریخ به عنوان دومین سیاره‌ای شناخته شود که می‌توان کربنات را در آن پیدا کرد. اما بدون وجود حیات برای انبوه این ماده معدنی، دانشمندان تنها شاهد مقدار ناچیزی از این ماده در سطح مریخ بوده‌اند.

مقدار کمی از کربنات نیز در سیارک‌ها ازجمله «Bennu» و «سرس» یافت شده است.

سنگ مرمر، نوع دیگری سنگ است در اثر گرما و فشار زیاد شکل می‌گیرد. یافتن این سنگ در سطح سیارات دیگر بسیار عجیب است زیرا برای تشکیل آن، ابتدا باید سنگ آهک وجود داشته باشد که سپس تغییر ساختار دهد. سنگ مرمر یک نوع سنگ دگرگونی است - به این معنا که تحت گرما و فشار شدید بدون ذوب‌شدن بوجود می‌آید.

این فرآیند دگرگونی در زمین معمولاً به آرامی و در اعماق لایه‌های درونی رخ می‌دهد. گرما و فشار در اعماق زمین سبب به‌وجود آمدن سنگ مرمر می‌شود. اما آیا در سیارات دیگر می‌توان به این راحتی سنگ‌های دگرگونی را یافت؟ در سیارات دیگر، سنگ‌های دگرگونی زمانی به مرمر تبدیل می‌شوند که برخورد یک شهاب سنگ به سطح سیاره سبب آزادشدن انرژی و گرمای بسیار زیاد شود.

دانشمندان با هدف یافتن این نوع از سنگ‌ها در دیگر سیارات، موفق شده‌اند در سیاره مریخ سنگ‌های دگرگونی پیدا کنند که تحت فرآیندهای مشابه قرار گرفته‌اند. اما شواهد نشان می‌دهد آنچه برای این سنگ‌ها رخ داده است، کمی ملایم‌تر از چیزی بوده است که برای سنگ‌ها در زمین رخ می‌دهد.

در سیاره زهره نیز، سطح به اندازه‌ای داغ است که می‌تواند سرب را ذوب کند، پس احتمال می‌رود بیشتر سنگ‌های موجود روی سطح آن به‌صورت دگرگونی باشند.

دانشمندان درنهایت باور دارند که اگر انسان می‌توانست به اندازه کافی در اعماق دیگر سیارات حفاری کند، موفق می‌شد سنگ‌هایی با انواع خاص و گوناگون بیابد اما نکته اینجاست که با توجه به دانش کنونی ما که ناچیز نیست، زمین جای خاصی است. زمین به لطف صفحات تکتونیک یکی از خاص‌ترین مکان‌های منظومه شمسی است و دانشمندان این فرصت را دارند تا ساختار درونی آن را به کمک سنگ‌ها با دقت بالایی بررسی کنند. در این مقاله می‌توانید با عمیق‌ترین گودال‌های زمین به عنوان یکی دیگر از شگفتی‌های این سیاره آشنا شوید.