واعتقد العلماء سابقا أن القارة الأم "كراتون" قد ظهرت من أسفل المحيط قبل مليار و 2.5 مليار سنة مضت، بعد أن كان كوكب الأرض عبارة عن محيط عظيم.
ويعتد العلماء أن الأرض نشأت بدرجة حرارة مرتفعة جدا (منصهرة) حيث انخفضت درجة حرارتها تدريجيا وتحول بخار المياه إلى أمطار حولت الكوكب لمحيط عظيم بعد أن انخفضت درجة حرارتها وتحولت إلى حرارة معتدلة تقريبا بين 35 و30، لتظهر بعدها بداية القارات على شكل جزر صغيرة تحركت في المحيط العظيم.
وأثناء تحرك تلك الجزر قبل تشكل القارة العظيمة "كراتون" شهدت الأرض تحولات مناخية كبيرة منها العصر الجليدي بالتزامن مع تحرك الصفيحات التكتونية الأساسية حيث أخذت الأرض عدة أشكال قبل أن تصل إلى شكلها الحالي عبر ملايين السنين.
ويطلق العلماء اليوم اسم الكراتون، على طبقة مستقرة وقديمة جدا من الغلاف الصخري القاري والتي شكلت سابقا أول ظهور للقشرة الأرضية وتتكون من طبقتين علويتين للأرض، القشرة والغطاء العلوي.
وبحسب الدراسة الجديدة المنشورة في مجلة "Proceedings of the National Academy of Sciences" العلمية، فإن أولى قارات الأرض، المعروفة باسم "كراتون"، ظهرت من المحيط بين 3.3 مليار و 3.2 مليار سنة، بعكس التقديرات السابقة.
ويوضح، أستاذ الجيولوجيا في جامعة "أوريغون" إيليا بيندمان (غير مشارك في الدراسة الجديدة)، قائلا: "لم يكن هناك شك في أن القارات كانت تخرج جزئيا من المياه منذ 3.4 مليار سنة".
ويكتشف العلماء تاريخ الأرض اعتمادا على الصخور الرسوبية التي تحتوي بداخلها قطعا متكسرة من صخور أخرى قديمة خضعت للتعرية والعوامل الجوية، والتي تعود إلى تلك الحقبة، حيث تتشكل الصخور الرسوبية فقط عند ظهور الأرض من المياه والتقائها بالغلاف الجوي.
واختلف العلماء قديما حول توقيت ظهور تلك الطبقات أو الصخور الرسوبية وبقي تاريخها موضع نقاش مفتوح إلى يومنا هذا بحسب التقرير المنشور في مجلة "Live Science" العلمية.
واقترح مؤلفو الدراسة الجديدة أن الطبقات التكتونية القديمة بأكملها وليس فقط البقع الصغيرة من الأرض، ظهرت من المحيطات قبل 3.3 مليار سنة، على الرغم من أن الكوكب كان يفتقر في ذلك الوقت إلى "الصفائح التكتونية الحديثة" اللازمة لدفع تلك القطع العائمة من القشرة إلى الأعلى.
واستهدف مؤلفو الدراسة منطقة واقعة شرقي الهند تعرف باسم (Singhbhum Craton) حيث تعتبر من أشهر المناطق التي تحتوي على تاريخ جيولوجي لكوكب الأرض بالإضافة إلى عدة مناطق في أفريقيا وأمريكا وقارات أخرى.
قال المؤلف الأول للدراسة، بريادارشي تشودري، الباحث في جامعة موناش الأسترالية: "عندما جمعنا كل الجيوب الرسوبية معا، وجدنا أنها قد تشكلت في وقت واحد"، في بيئات شبيهة بالنهر أو الشاطئ. هذا يعني أن الكثير من قارة كراتون تعرضت للهواء والماء الجاري في نفس الوقت. "كان ذلك بمثابة النقطة التي أدركنا فيها أننا على وشك تحقيق شيء ما (اكتشاف ما)".
وبحث الفريق عن صخور صغيرة جدا يطلق عليها اسم بلورات الزركون، والتي تحتوي على عنصر اليورانيوم المشع، حيث اعتبر الباحث أن البحث عن هذه الصخور مثل البحث عن "إبرة في كومة قش"، لأن حبيبات الزركون يبلغ حجمها عشرات الميكرونات فقط، مما يجعلها تشبه الرمال الناعمة جدا.
وبعد العثور على الزركون صعق العلماء البلورات بالليزر للكشف عن تركيبها الكيميائي، حيث يتحلل اليورانيوم ليصبح الرصاص بمعدل ثابت، حيث يتيح حساب نسبة اليورانيوم على الرصاص معرفة عمر الصخور، حيث قدر العلماء أن قارة الكراتون ظهرت من المحيط منذ حوالي 3.2 مليار إلى 3.3 مليار سنة.
ما هي القوة الغامضة التي دفعت الأرض من باطن المحيط؟
أخذ العلماء عينات من الصخور النارية وهي صخور تشكلت من خلال تبلور الصهارة الساخنة أسفل الكراتون بعد انخفاض درجة حرارة الأرض، والتي شكلت قبوا أسفل الصخور الرسوبية.
وتقدم التركيبات الكيميائية لهذه الصخور النارية معلومات حول الضغط ودرجة الحرارة التي تشكلت لأول مرة. حيث قام الفريق ببناء نموذج لإعادة تكوين الظروف التي شكلت الصخور، والتي أجبرتها على الخروج من أسفل سطح المحيط.
يشير النموذج إلى أنه منذ حوالي 3.5 مليار إلى 3.2 مليار سنة، تسببت أعمدة الصهارة الساخنة تحت القشرة في زيادة سماكة أجزاء من كراتون وإثرائها بمواد طافية وخفيفة الوزن، مثل الصقلية والكوارتز.
قال تشودري إن هذه العملية تركت تربة قارة الكراتون "سميكة فيزيائيا وخفيفة كيميائيا" مقارنة بالصخور الأكثر كثافة المحيطة بها، وبالتالي رفعت كتلة الأرض لأعلى وخارجت لأول مرة من الماء لبدا تاريخ جديد من كوكب الأرض.