مجلة زوران-منوعات-13-9-2021
من الحضارات القديمة إلى العصر الحديث، مثلت ألوان ورموز العناصر الأربعة الجوانب المختلفة للطبيعة وقوى الطاقة في عالمنا.
كانت فكرة أن هذه العناصر الأربعة – الأرض، والماء، والهواء ، والنار – تتكون من جميع المواد هي حجر الزاوية في الفلسفة والعلوم والطب لمدة ألفي عام.
يعتقد المؤرخون أنه في وقت مبكر من القرن الثامن قبل الميلاد.
بدأ الفلاسفة اليونانيون القدماء في العصر القديم في صياغة نظريات للعناصر الكلاسيكية الأربعة.
على الرغم من أن الإغريق اعتقدوا أن العناصر الأربعة لم تتغير في طبيعتها، إلا أن كل شيء كان يتكون من هذه العناصر.
متماسكة أو مفكوكة بفعل قوى الجذب والتنافر، مما تسبب في تغير المواد.
هذا مشابه لما يحدث بالفعل مع العناصر وجميع الجزيئات على المستوى الذري.
بالنسبة لليونانيين القدماء، لم تصف العناصر الأربعة المظاهر المادية للعالم المادي فحسب، بل وصفت أيضًا الصفات الأساسية للطبيعة البشرية.
على سبيل المثال، ارتبطت الأرض، الصلبة والجوهرية، بالجوانب المادية والحسية للحياة.
تدل المياه، المتدفقة والمتغيرة باستمرار، على العاطفة والتعاطف.
لم يكن الهواء هو الهواء الذي نتنفسه والغلاف الجوي فحسب، بل كان يدل على العقل والذكاء والإلهام. النار تعني الشمس واللهب.
كما دلت على شغف إبداعي وحماسة هدامة.
قبل البحث في عدد لا يحصى من جوانب كيفية تشكيل العناصر الأربعة في الواقع وتأثيرها على حياتنا.
هذه هي القصة الخلفية لكيفية نشأتها.
ولادة أمنا الأرض
قبل عشرة مليارات سنة من ولادة الأرض، بدأ الكون بعنصرين فقط: الهيدروجين والهيليوم ، اللذان شكلا النجوم التي أحرقت هذه العناصر في تفاعلات الاندماج النووي.
ولدت أجيال من النجوم في غيوم غازية وماتت في نوفاس المتفجرة التي أنتجت العناصر الأثقل التي لدينا اليوم.
منذ حوالي 5 مليارات سنة، انفجر مستعر أعظم ، مما دفع الكثير من حطام العناصر الثقيلة إلى سحابة من غاز الهيدروجين والغبار بين النجوم.
أصبح الخليط ساخنًا وضغطًا تحت تأثير جاذبيته؛ في مركزه، بدأ نجم جديد بالتشكل.
حوله قرص من نفس المادة التي نمت إلى درجة حرارة بيضاء من قوى الضغط الهائلة.
أصبح النجم الجديد شمسنا، وأدى القرص المتوهج إلى ظهور الأرض والكواكب الشقيقة.
بينما نمت الشمس في الحجم والطاقة، تبرد القرص الساخن ببطء. استغرق هذا ملايين السنين، حيث بدأت مكونات القرص بالتجمد إلى حبيبات صغيرة بحجم الغبار.
ظهر معدن الحديد ومركبات السيليكون والمغنيسيوم والألمنيوم والأكسجين أولاً في هذا الوضع الناري.
يتم حفظ أجزاء من هذه في النيازك كوندريت * . ببطء ، استقرت هذه الحبيبات معًا في مجموعات، ثم كتل ، ثم صخور، وأخيراً أجسامًا كبيرة بما يكفي لممارسة جاذبيتها.
مع مرور الوقت، نمت هذه الأجسام عن طريق الاصطدام بأجسام أخرى، مما أدى إلى الكثير من الذوبان والتبخر.
بدأت المواد، التي يمكن أن نطلق عليها الصخور والمعادن الحديدية، في فرز نفسها ؛ استقر الحديد الكثيف في المركز.
بينما انفصلت الصخور الأخف وزناً إلى عباءة حولها، في صورة مصغرة للأرض والكواكب الداخلية الأخرى اليوم.
في مرحلة ما، اشتعلت الشمس
على الرغم من أن الشمس كانت تبلغ نحو ثلثي سطوعها اليوم، إلا أن عملية الاشتعال كانت نشطة بما يكفي لتفجير معظم الجزء الغازي من قرص الكواكب الأولية.
استمرت القطع، والصخور، والكواكب الصغيرة التي تركت وراءها في التجمع في أجسام كبيرة ومستقرة في مدارات متباعدة جيدًا.
في مرحلة ما في وقت مبكر من هذه العملية، ضرب كوكب صغير كبير جدًا الأرض ضربة خارج المركز، مما أدى إلى رش الكثير من وشاح الأرض الصخري في الفضاء.
استعاد الكوكب معظمه بعد فترة من الزمن، لكن بعضها تجمّع في كوكب صغير ثانٍ يدور حول الأرض، القمر.
منذ أن احتلت هذه النظرية مركز الصدارة في منتصف الثمانينيات، أصبحت المفضلة لدى الجميع.
كما أوضح الجيوفيزيائي دون أندرسون ذات مرة، “الاعتراض على أن مثل هذا الحدث سيكون نادرًا للغاية هو في الواقع نقطة لصالحها، لأن القمر فريد من نوعه” .
تُظهر أقدم الصخور، التي يرجع تاريخها إلى طريقة اليورانيوم الرصاص بحوالي 3.96 مليار سنة، وجود براكين وقارات ومحيطات وألواح قشرة وحياة على الأرض في تلك الأيام.
بينما كانت الدهور التي تلت ذلك مليئة بالقصص الغريبة والتغييرات بعيدة المدى، كانت الأرض قد اتخذت هيكلها الأساسي قبل فترة طويلة.
من أين أتت المياه
الأصل الدقيق لمياه كوكبنا، التي تغطي حوالي 70 ٪ من سطح الأرض، لا يزال لغزًا للعلماء.
يعتقد العديد من الباحثين أنه بدلاً من تكوين الماء في نفس الوقت الذي تتشكل فيه الأرض.
قامت الأجسام الموجودة في النظام الشمسي الخارجي بإيصال المياه إلى الأرض في تصادمات عنيفة بعد فترة وجيزة من تكوينها.
يتكهن الباحثون بأن أي تجمع مائي على سطح الكوكب أثناء تشكله من المحتمل أن يكون قد تبخر بعيدًا عن طريق الشمس الفتية الحارقة.
مما يعني أن الماء ربما جاء هنا من مكان آخر. ربما كانت الكواكب الداخلية – المريخ ، وعطارد ، والزهرة – شديدة الحرارة بحيث لا يمكن تخزين المياه فيها أثناء تكوين النظام الشمسي، لذلك لم تأت مياهنا منها أيضًا.
من ناحية أخرى، كانت الأجسام الكوكبية الخارجية، مثل أقمار المشتري والمذنبات، بعيدة بما يكفي عن الشمس للاحتفاظ بالجليد.
