غالبًا ما يبدو أن الغلاف الجوي للأرض خالٍ من الزمن، كما لو أن الأكسجين قد drifted دائمًا بهدوء عبر الغابات والمحيطات والرئتين البشرية. ومع ذلك، فإن الهواء المحيط بالكوكب هو نتيجة لعمليات جيولوجية وبيولوجية هائلة تحدث على مدى مليارات السنين. يقترح العلماء الآن أن الطريق نحو الأجواء الغنية بالأكسجين على الكواكب قد يعتمد ليس فقط على الحياة السطحية، ولكن أيضًا على العلاقات الكيميائية المخفية في أعماق الوشاح الكوكبي.

تستكشف الأبحاث كيف يمكن لبعض العناصر داخل وشاح الكوكب أن تؤثر على ما إذا كان الأكسجين يتراكم في الغلاف الجوي على مدى فترات طويلة. يصف العلماء هذه العناصر بأنها "أصدقاء الأكسجين" لأنها تتفاعل كيميائيًا بطرق قد تثبت إنتاج الأكسجين وتمنع امتصاصه بسرعة كبيرة في أعماق الكوكب. يمكن أن تعيد هذه الاكتشافات تشكيل كيفية بحث الباحثين عن عوالم قابلة للسكن خارج الأرض.

تتصل الأجواء الكوكبية ارتباطًا عميقًا بالجيولوجيا الداخلية. تتبادل البراكين والحركة التكتونية وكيمياء الوشاح الغازات باستمرار بين سطح الكوكب وداخله. حتى إذا بدأت الحياة في إنتاج الأكسجين، قد لا تبقى الغلاف الجوي غنيًا بالأكسجين ما لم تسمح الأنظمة الجيولوجية للأكسجين بالاستمرار بدلاً من أن يختفي في الصخور والطبقات المنصهرة أدناه.

لقد جذبت الدراسة انتباه علماء الأحياء الفلكية الذين يبحثون عن علامات الحياة على الكواكب الخارجية البعيدة. لعقود، اعتُبر الأكسجين أحد أقوى المؤشرات المحتملة للنشاط البيولوجي. ومع ذلك، يعترف الباحثون بشكل متزايد بأن مستويات الأكسجين قد تعتمد على شراكة أكثر تعقيدًا بين الحياة وبنية الكوكب نفسها.

تاريخ الأرض يعكس هذه التعقيد. قبل مليارات السنين، كان الغلاف الجوي للكوكب يحتوي على القليل جدًا من الأكسجين على الرغم من وجود الحياة الميكروبية بالفعل في المحيطات. مع مرور الوقت، توافقت الظروف الجيولوجية والبيولوجية تدريجيًا، مما سمح بارتفاع تركيزات الأكسجين في ما يسميه العلماء حدث الأكسدة الكبرى. دعمت تلك التحولات في النهاية أشكال حياة أكثر تعقيدًا.

يعتقد الباحثون الآن أن فهم العمق الداخلي للكوكب قد يصبح بنفس أهمية دراسة غلافه الجوي. قد تتمكن التلسكوبات الفضائية يومًا ما من تحديد توقيعات الأكسجين على عوالم بعيدة، لكن العلماء يحذرون من أن التركيب الجوي وحده قد لا يكشف القصة الكاملة عن قابلية السكن. قد يكون السياق الجيولوجي ضروريًا بنفس القدر.

تسلط الفكرة أيضًا الضوء على كيفية تشكيل الأنظمة الكوكبية غير المرئية للوجود اليومي. تحت الجبال والمحيطات، تستمر عمليات الوشاح في التأثير على المناخ والنشاط البركاني وكيمياء الغلاف الجوي على فترات زمنية تتجاوز بكثير تجربة الإنسان. قد يكون الهواء نفسه بالتالي مشكلاً جزئيًا بواسطة قوى مخفية في أعماق الأرض.

بينما يواصل علماء الفلك دراسة الكواكب البعيدة وتاريخ الأرض القديم، تقدم النتائج تذكيرًا آخر بأن قابلية السكن نادرًا ما تكون بسيطة. قد تظهر العوالم الغنية بالأكسجين ليس فقط من خلال الحياة على السطح، ولكن من خلال الشراكات الكيميائية الهادئة التي تتشكل بعيدًا تحت القشرة.

تنبيه صورة الذكاء الاصطناعي: تم إنشاء بعض الرسوم التوضيحية العلمية المرفقة بهذه المقالة بواسطة الذكاء الاصطناعي لأغراض التصور التحريري.

المصادر: Nature، Live Science، Scientific American، NASA، Reuters