האגם העתיק בעולם

כדור הארץ נוצר לפני כ-4.5 מיליארד שנה, ועבר לא מעט תהליכים עד שנעשה לעולם שאנחנו מכירים כיום. לאוקיינוסים נדרשו מאות מיליוני שנים להיווצר, והיבשות הראשונות הופיעו אף מאוחר יותר. עד לאחרונה סברו כי הופעתם של מים מתוקים אירעה מאוחר עוד יותר, שכן הראיה הראשונה לקיומם התבססה על חקר מאובנים של יצורים חד-תאיים שהתקיימו לפני כ-3.5 מיליארד שנה. אך האם מים מתוקים באמת הופיעו בטבע רק אז? מחקר חדש גורס כי הם התקיימו לפחות 500 מיליון שנה קודם לכן. 

כדי להשיב על שאלות בנוגע לכדור הארץ בראשית ימיו יש לחקור חומרים עתיקים ויציבים במיוחד – שכמעט שלא השתנו מאז היווצרם. אחד ממצבורי הסלעים הוותיקים ביותר נמצא בגבעות "ג'ק הילס" במערב אוסטרליה, והוא מכיל גבישים של המינרל זירקון (Zircon).

הזירקון נוצר בזרמי המַגְמָה המתקררים של כדור הארץ הקדום, והוא חומר יציב במיוחד, ולכן משמש מקור מידע חשוב בחקר הגיאולוגיה הקדומה של כדור הארץ. אחד היתרונות המשמעותיים שלו הוא האפשרות לתארך את גילו, שכן הוא מכיל אורניום – יסוד כימי שעובר התפרקות רדיואקטיבית ארוכת שנים בקצב ידוע – המאפשר לגיאולוגים לאמוד את גיל הגביש. גילו של גביש הזירקון העתיק ביותר, שאותר גם הוא בג'ק הילס, הוערך ב-4.4-4 מיליארד שנה, והוא למעשה השריד העתיק ביותר של כוכב הלכת שלנו שנמצא אי פעם.

איך אפשר ללמוד מהזירקון על מחזור המים בטבע? כאשר מים באים במגע עם זירקון הם מותירים בו את חותמם בדמות אטומי חמצן. מגע עם מים מתוקים משאיר אטומי חמצן קלים יותר לעומת אלו שנותרים אחרי מגע עם מים מלוחים. כך, באמצעות ניתוח היחס בין אטומי החמצן בזירקון, קבוצת החוקרים מצאה סימן לקיומם של מים מתוקים בני לפחות 4 מיליארד שנה, 500 מיליון שנה מוקדם יותר מההערכה הקודמת. 

אחד ממצבורי הסלעים הוותיקים ביותר נמצא בגבעות "ג'ק הילס" במערב אוסטרליה, והוא מכיל גבישים של המינרל זירקון. אחד החוקרים מחזיק סלע מגבעות ג'ק הילס | Curtin University

ים-יבשה

נוכחותם של מים מתוקים מעידה על קיומה של קרקע יבשתית הרבה לפני מה שסברו עד כה. לכן יש לתגלית הזו השלכות מרחיקות לכת על הבנתנו את כדור הארץ הקדום. הקשר בין מים מתוקים לקיום יבשה נובע ממחזור המים בטבע: כשמים מתאדים, המלחים המומסים בתוכם אינם נשארים בהם, כך שתהליך האידוי הופך כל מים למים מתוקים. המים שהתאדו יוכלו להתעבות לעננים ולרדת כגשם. אם הם יפלו על האוקיינוסים, הם יתערבבו שוב עם המלחים שבהם. לעומת זאת, אם הם ירדו על היבשה, הם יצרו מקור מים מתוקים, כמו נהר או אגם – עד שיגיעו שוב לאוקיינוס. המים שירדו כגשם יוכלו להתאדות שוב, מהאגמים או מהאוקיינוסים, ולהתחיל מחדש את המחזור.

התהליך המחזורי הזה המתרחש בכדור הארץ נקרא מחזור המים. לפני הופעת היבשות, המים שהתאדו  תמיד הגיעו לאוקיינוס והתמזגו במים המלוחים שבו. על כן קיומה של יבשה הוא תנאי הכרחי להופעת מים מתוקים בטבע. על פי המחקר, מסתמן שהיבשות בכדור הארץ נוצרו מוקדם יותר ממה שחשבנו.

המחקר מעלה גם שאלות בנוגע להופעת החיים הראשונים על פני כדור הארץ - או לכל הפחות על היבשה. הממצא הישיר העתיק ביותר לכך נמצא בסביבת מים מתוקים, ומעיד על חיים לפני כ-3.5 מיליארד שנה, אם כי יש גם טענות לראיות עתיקות יותר שמקורן במי הים, ושעדיין נמצאות במחלוקת. המחקר החדש מספק למעשה ראיה לכך שתנאים מתאימים להופעת חיים על היבשה התקיימו כבר לפני ארבעה מיליארד שנה, והוא פותח פתח למחקרי המשך על הופעתם האפשרית של חיים מוקדמים יותר בכדור הארץ מאלו שזוהו עד כה.