كيف مهدت الأنهار الجليدية لنشأة الحياة على كوكب الأرض؟ دراسة تجيب

كشفت دراسة جديدة أجراها باحثون في جامعة "كيرتن" الأسترالية كيف أن الأنهار الجليدية الضخمة القديمة عملت كجرافات عملاقة، معيدة تشكيل سطح الأرض ومهيئة الظروف لنشوء الحياة المعقدة.
وأوضحت الدراسة، التي استندت إلى تحليل كيميائي لبلورات في صخور قديمة، أن هذه الأنهار الجليدية عندما نحتت المناظر الطبيعية، حفرت عميقاً في القشرة الأرضية، مما أدى إلى إطلاق معادن أساسية غيّرت كيمياء المحيطات. وكان لهذا التحول تأثيراً عميقاً على تكوين كوكب الأرض، حيث خلق بيئة مناسبة لتطور الحياة المعقدة.
وعندما تحركت الأنهار الجليدية الضخمة عبر سطح الأرض، قامت بحفر القشرة الأرضية بعمق، تماماً كما تفعل الجرافات العملاقة، مما أدى إلى تفتيت الصخور وكشف طبقات جديدة من المعادن المدفونة.
ومع ذوبان هذه الأنهار الجليدية، حملت الفيضانات الناتجة كميات هائلة من الرواسب والمعادن إلى المحيطات، مما أدى إلى تغييرات جوهرية في كيمياء المياه البحرية.
ويُعد اليورانيوم أحد أهم العناصر التي أطلقتها الأنهار الجليدية في المحيطات خلال عمليات النحت والتعرية.
ويُعرف اليورانيوم بدوره في تعزيز مستويات الأكسجين في المياه البحرية عبر تفاعلات كيميائية معقدة، مما أسهم في خلق بيئة أكثر ملاءمة لنمو وتطور الكائنات الحية المعقدة.
في المياه البحرية، يتحول اليورانيوم إلى أشكال قابلة للذوبان، مما يجعله عنصراً مهماً في دورة النيتروجين والكربون، وهما عنصران أساسيان لنمو الكائنات البحرية وتطورها.
نمو الكائنات البحرية
كما حفَّز الفسفور، كعنصر أساسي في تكوين الحمض النووي والخلايا الحية، عملية نمو الكائنات البحرية، فعندما تدفق إلى المحيطات بفعل ذوبان الأنهار الجليدية، زادت مستويات المغذيات في المياه، مما أدى إلى ظهور الطحالب والبكتيريا البحرية، والتي تُعد القاعدة الأساسية للسلاسل الغذائية، مما ساعد على تطوير أنظمة بيئية بحرية أكثر تعقيداً وتنوعاً.
ومع زيادة مستويات السيليكون في المحيطات، تعزز تنوع الكائنات الحية الدقيقة التي تعتمد على هذا العنصر، مما ساعد في تطور شبكات غذائية بحرية أكثر استقراراً، وكانت هذه العملية ضرورية في دعم الحياة البحرية وزيادة تنوعها الحيوي.
ومع ذوبان الأنهار الجليدية، تدفَّق الحديد إلى المحيطات ما أسهم في تحفيز نمو الكائنات الحية الدقيقة، مثل العوالق النباتية، التي لعبت دوراً حاسماً في زيادة مستويات الأكسجين في الغلاف الجوي والمياه البحرية.
وقال المؤلف الرئيسي للدراسة، كريس كيركلاند، إن البحث يوضح مدى الترابط العميق بين الأنظمة الطبيعية للأرض، مضيفاً: "عندما ذابت هذه الصفائح الجليدية العملاقة، تسببت في حدوث فيضانات هائلة جرفت معها معادن ومواد كيميائية، مثل اليورانيوم، إلى المحيطات".
وأشار كيركلاند إلى أن هذا التدفق الكبير للعناصر غيَّر كيمياء المحيطات، في وقت كانت الحياة المعقدة تبدأ فيه بالتطور.
وتبرز هذه الدراسة كيف أن اليابسة والمحيطات والغلاف الجوي والمناخ كلها مترابطة، إذ أدت الأنشطة الجليدية القديمة إلى تفاعلات كيميائية غيرت وجه الأرض.
كما تسلط الدراسة الضوء على كيفية تسبب التغيرات المناخية القديمة في تحولات بيئية ضخمة.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

سعورس

منذ 2 أيام

• سعورس

ابتكار طرف اصطناعي يقرأ الأفكار

ويشير علماء الجامعة إلى أن الدماغ البشري ينقسم إلى أقسام، كل قسم مسؤول عن وظائف خاصة به في الجسم. والتحكم بالحركات مسؤولة عنه منطقة في الفص الجبهي تسمى القشرة الحركية. فعندما يريد الشخص تحريك أصابعه، أو ضغط قبضته، أو القيام بأي عمل آخر، تحفز مجموعات فردية من الخلايا العصبية في القشرة الحركية. فإذا حددنا الخلايا العصبية التي أصبحت نشطة، فيمكننا نقل الإشارة اللازمة إلى الطرف الاصطناعي. ووفقا للبروفيسور أندريه أفونين لدعم عمل الخلايا العصبية المثارة، يتدفق الدم إليها، والهيموغلوبين الموجود فيه يحمل الأكسجين إلى خلايا الدماغ، ويأخذ ثاني أكسيد الكربون. ويمتص جزيء الهيموغلوبين الإشعاع الضوئي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بطول موجي يتراوح بين 780 و2500 نانومتر (الأكثر نشاطا 850 نانومتر). ويعتمد نظام التحكم في الأطراف الصناعية الحيوية المبتكرة في الجامعة، على خاصية الهيموغلوبين في امتصاص الضوء. ويقترح الخبراء لقراءة الأفكار تركيب مصدر خارجي للأشعة تحت الحمراء التي «تشعع» القشرة الحركية في الدماغ، وجهاز استشعار خارجي لتحديد كمية الضوء غير الممتصة لأن كمية الضوء التي تبقى غير ممتصة تحدد الخلايا العصبية النشطة، وبالتالي الإجراء الذي يريد الشخص القيام به.

الوطن

منذ 2 أيام

• الوطن

ابتكار طرف اصطناعي يقرأ الأفكار

ابتكر علماء جامعة بيلغورود الروسية للبحوث طرفا اصطناعيا يتم التحكم به عن طريق قوة التفكير، لا يتطلب ربطه بالدماغ البشري بعملية جراحية خطرة. ويشير علماء الجامعة إلى أن الدماغ البشري ينقسم إلى أقسام، كل قسم مسؤول عن وظائف خاصة به في الجسم. والتحكم بالحركات مسؤولة عنه منطقة في الفص الجبهي تسمى القشرة الحركية. فعندما يريد الشخص تحريك أصابعه، أو ضغط قبضته، أو القيام بأي عمل آخر، تحفز مجموعات فردية من الخلايا العصبية في القشرة الحركية. فإذا حددنا الخلايا العصبية التي أصبحت نشطة، فيمكننا نقل الإشارة اللازمة إلى الطرف الاصطناعي. ووفقا للبروفيسور أندريه أفونين لدعم عمل الخلايا العصبية المثارة، يتدفق الدم إليها، والهيموغلوبين الموجود فيه يحمل الأكسجين إلى خلايا الدماغ، ويأخذ ثاني أكسيد الكربون. ويمتص جزيء الهيموغلوبين الإشعاع الضوئي في نطاق الأشعة تحت الحمراء القريبة بطول موجي يتراوح بين 780 و2500 نانومتر (الأكثر نشاطا 850 نانومتر). ويعتمد نظام التحكم في الأطراف الصناعية الحيوية المبتكرة في الجامعة، على خاصية الهيموغلوبين في امتصاص الضوء. ويقترح الخبراء لقراءة الأفكار تركيب مصدر خارجي للأشعة تحت الحمراء التي «تشعع» القشرة الحركية في الدماغ، وجهاز استشعار خارجي لتحديد كمية الضوء غير الممتصة لأن كمية الضوء التي تبقى غير ممتصة تحدد الخلايا العصبية النشطة، وبالتالي الإجراء الذي يريد الشخص القيام به.

صحيفة مال

منذ 2 أيام

• صحيفة مال

يد روبوتية تتعلم الإمساك بالأشياء بمرونة تحاكي اليد البشرية

في إنجاز جديد في عالم الروبوتات، طوّر باحثون من جامعة EPFL يدًا روبوتية لينة تتكون من شرائح مصنوعة من السيليكون ملفوفة حول معصم وتتضمن أصابع ميكانيكية، مع مفاصل مزودة بنوابض، وذراع روبوتية قابلة للانثناء، ويمكن لليد الروبوتية التكيّف مع الأجسام المختلفة دون الحاجة إلى بيانات بيئية دقيقة أو أنظمة تحكم معقدة. ووفقا لـ 'بوابة التقنية العريية' تمكنت هذه اليد المعروفة باسم ADAPT، من التقاط 24 جسمًا متنوعًا بنسبة نجاح وصلت إلى 93%، مستخدمة فقط أربع حركات مبرمجة، مستفيدة من مرونتها الميكانيكية لتشكيل قبضات تنتظم تلقائيًا بطريقة تشبه اليد البشرية بنسبة بلغت 68%. وقد نُشرت نتائج هذا البحث في المجلة العلمية Nature Communications Engineering. على عكس الأنظمة الروبوتية التقليدية التي تعتمد على تحكم مركزي دقيق ومحركات منفصلة لكل مفصل، تستند يد ADAPT الروبوتية إلى مفهوم 'الذكاء الميكانيكي الموزّع' (Distributed mechanical intelligence)، إذ يؤدي التوزيع الدقيق للمواد اللينة والنوابض في اليد إلى القدرة على التفاعل الطبيعي مع الأجسام، وهذا يتيح لها التكيّف بسهولة مع الأجسام المختلفة من حيث الشكل والحجم. اقرأ المزيد ويوضح Kai Junge، طالب الدكتوراه في كلية الهندسة في EPFL، والمشارك في تطوير المشروع: 'نحن كبشر لا نعتمد على معلومات دقيقة لالتقاط الأشياء، بل على تفاعل مرن بين اليد والجسم'، ويضيف: 'هذا النوع من التوافق هو ما نحاول تقليده في تصميمنا للروبوتات'. في الاختبارات العملية، أظهرت اليد الروبوتية ADAPT قدرتها على أداء مهام التقاط الأجسام باستخدام أربعة أوضاع حركية عامة فقط، دون الحاجة إلى تعديل كل مفصل بنحو مستقل. ومع أنها تحتوي على 12 محركًا فقط ضمن المعصم، تدير هذه المحركات 20 مفصلًا بفضل التوزيع الذكي للنوابض وشرائح السيليكون. تمكنت اليد من التكيف مع مجموعة من الأجسام المختلفة في الأحجام والأشكال، ومقارنةً بنسخة صلبة من اليد، حققت اليد اللينة أداءً متفوقًا في أكثر من 300 تجربة.