غالبًا ما تُتصور الأجواء الكوكبية كأغطية رقيقة تحيط بعوالم بعيدة، إلا أن أصولها تبدأ في أعماق الأرض. تحت الجبال والمحيطات والصفائح التكتونية، تشكل الكيمياء الخفية لوشاح الكوكب الهواء الذي فوقه بهدوء. تشير الأبحاث العلمية الحديثة إلى أن الطريق نحو الأجواء الغنية بالأكسجين قد يعتمد ليس فقط على الأكسجين نفسه، ولكن أيضًا على سلوك بعض العناصر المصاحبة المدفونة في أعماق الكواكب.

اقترح الباحثون الذين يدرسون تكوين الكواكب وكيمياء الأرض أن العناصر القادرة على الارتباط بالأكسجين داخل وشاح الكوكب قد تؤثر على ما إذا كان الأكسجين سيتجمع في النهاية في الغلاف الجوي. تشمل هذه "أصدقاء الأكسجين"، كما يصفها بعض العلماء بشكل غير رسمي، المركبات والمعادن التي تؤثر على كيفية تخزين الأكسجين أو إطلاقه أو احتجازه كيميائيًا داخل كوكب على مدى الزمن الجيولوجي.

لم تحتوي الغلاف الجوي للأرض دائمًا على كميات وفيرة من الأكسجين. خلال معظم تاريخ الكوكب المبكر، ظلت مستويات الأكسجين منخفضة للغاية على الرغم من النشاط البركاني وتغير المحيطات. لم يتجمع الأكسجين بكميات كبيرة إلا بعد تفاعلات معقدة بين الجيولوجيا والكيمياء والنشاط البيولوجي.

تشير الأبحاث الجديدة إلى أن كيمياء الوشاح قد تلعب دورًا أكثر أهمية في هذه العملية مما كان يُفهم سابقًا. يمكن لبعض العناصر داخل باطن الكوكب أن ترتبط بالحديد ومركبات أخرى، مما يقلل من ميل الأكسجين للاحتجاز تحت الأرض. قد يسمح هذا بمزيد من الأكسجين بالبقاء متاحًا لتراكمه في الغلاف الجوي على مدى فترات زمنية طويلة.

تعتبر هذه النتائج مهمة بشكل خاص لعلماء الفلك الذين يبحثون عن كواكب خارجية قابلة للسكن. غالبًا ما تُعتبر الأجواء الغنية بالأكسجين مؤشرًا محتملاً على النشاط البيولوجي، على الرغم من أن العلماء يحذرون من أن الأكسجين وحده لا يعني تلقائيًا وجود الحياة. قد يساعد فهم كيفية تأثير باطن الكواكب على الأجواء الباحثين في تفسير الملاحظات الخاصة بالعوالم البعيدة بشكل أفضل.

تسمح التلسكوبات الحديثة بشكل متزايد للعلماء بدراسة التركيب الجوي للكواكب الخارجية التي تدور حول نجوم أخرى. مع تحسن هذه الملاحظات، تصبح نماذج الكواكب ضرورية للتمييز بين الأجواء التي شكلتها الجيولوجيا وتلك التي قد تتأثر بالبيولوجيا.

تعكس الدراسة أيضًا العلاقة المتزايدة بين علوم الأرض وعلم الفلك. قد تحدد العمليات التي تحدث على بعد آلاف الأميال تحت سطح الكوكب في النهاية ما إذا كانت سمائه ستصبح قابلة للتنفس أو سامة أو قاحلة تمامًا. من هذه الناحية، تبدأ قابلية الكواكب للسكن ليس فقط في ضوء الشمس والمحيطات، ولكن في توازن جيولوجي عميق.

يؤكد العلماء المشاركون في البحث أن الأنظمة الكوكبية معقدة بشكل استثنائي. تتطور الأجواء من خلال تفاعلات تشمل النشاط البركاني، والإشعاع النجمي، والمحيطات، والدورات الكيميائية، وأحيانًا الحياة نفسها. تمثل كيمياء الوشاح قطعة واحدة من لغز أكبر بكثير يستمر الباحثون في تجميعه بعناية.

بينما يبحث علماء الفلك في السماء البعيدة عن كواكب تشبه الأرض، تذكر دراسات مثل هذه الباحثين بأن حتى الهواء المحيط بعالم ما قد يدين بوجوده لتفاعلات هادئة مخفية بعيدًا تحت السطح.

تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي: تم إنشاء بعض الرسوم التوضيحية المرفقة بهذا التقرير باستخدام الذكاء الاصطناعي لتصور العمليات الجيولوجية الكوكبية.

المصادر: Nature Geoscience NASA Scientific American New Scientist Astrobiology Journal