اكتشاف مذهل: خزان أكسجين هائل مخبأ في أعماق الأرض يغير فهمنا للكوكب

في اكتشاف علمي بارز، كشف فريق دولي من الباحثين بقيادة يانهاو لين وهو-كوانغ ماو من مركز الدراسات المتقدمة لعلوم وتكنولوجيا الضغط العالي عن قدرة الصهارة على تخزين كميات من الأكسجين تفوق بكثير ما كان يُعتقد سابقًا. وقد نُشرت هذه النتائج في مجلة National Science Review.

أجرى العلماء سلسلة من التجارب المعقدة لمحاكاة الظروف القاسية في باطن الأرض. قاموا بتسخين صخور بازلتية اصطناعية، مستوحاة من سلاسل جبال وسط المحيط، إلى درجات حرارة تتراوح بين 1200 و1800 درجة مئوية، مع تعريضها لضغوط هائلة تصل إلى 7 غيغا باسكال، وهو ما يعادل تقريبًا 69000 ضعف الضغط الجوي على سطح الأرض.

لتهيئة بيئة غنية بالأكسجين، أضاف الباحثون أكسيد البلاتين إلى العينات. وأظهرت النتائج أنه عند الضغط الجوي العادي، لم يُظهر الزجاج الناتج عن تبريد المصهور أي فائض ملحوظ في الأكسجين. ولكن، عند تطبيق ضغط 7 غيغا باسكال، تجاوزت نسبة الأكسجين في العينة 5 بالمئة من كتلتها.

وأكدت تقنيات مطيافية رامان أن الأكسجين قد اندمج فعليًا في بنية المادة، بدلًا من أن يتواجد على شكل فقاعات. كما أشارت النمذجة الحاسوبية المتقدمة، التي استخدمت الشبكات العصبية العميقة، إلى أن زيادة الضغط تؤدي إلى تعزيز قدرة الصهارة على الاحتفاظ بالأكسجين الزائد.

يعتقد الباحثون أن هذه الظاهرة قد تفسر كيف تم نقل كميات كبيرة من الأكسجين من باطن الأرض إلى سطحها عبر الانفجارات البركانية القديمة. وتشير الحسابات إلى أن إطلاق الصهارة لفائض من الأكسجين يعادل 0.27 بالمئة فقط من وزنها خلال الفترة التي ارتفع فيها مستوى الأكسجين في الغلاف الجوي (قبل حوالي 2.5 إلى 2.0 مليار سنة)، بالتزامن مع تكون مقاطعات صخرية نارية واسعة، كان كافيًا نظريًا لمعادلة مستوى الأكسجين الحالي في الغلاف الجوي.

هذا الاكتشاف لا يثبت بشكل قاطع الأصل البركاني للهواء، ولكنه يسلط الضوء على التأثير المحتمل لهذه العملية. ووفقًا للخبراء، فإن هذا البحث قد يؤدي إلى إعادة تقييم نماذج تطور محيطات الصهارة وانبعاثات الغازات البركانية، كما يمكن أن يساعد في فهم الظروف اللازمة لنشوء الحياة على الكواكب الصخرية الأخرى.