الجيولوجيا تستنطق الصخور عن تاريخ الأرض

كل الكلام يعنيها ضمناً ولو لم يذكرها بالاسم: العولمة، الاحتباس الحراري الشامل والبيئة المستدامة وغيرها. تستبطن الكلمات كلها الكرة الأرضيّة بتجلياتها ومشاكلها، وتجد الأرض خلف النقاشات حول قلق البشرية ومستقبلها. وعلى رغم أن البشر يقيمون فوق جلدها، ويعبرون برّها وبحرها وجوّها، ويستثمرون خيراتها ويتمتعون بجمالاتها، إلا أنهم قليلاً ما يتعاملون بوعي وضمير مسؤول تجاه حضنها الدافئ، بيئتها التي تهبهم الحياة. ونادراً ما يعي البشر توازنات الكوكب الذي يشدهم إليه ويدور بهم هائماً في الفضاء.
وعند تأمل صورة الكوكب الأزرق عبر الأقمار الاصطناعيّة، يبدو ككرة زرقاء صغيرة معلقة في الفضاء، ما يصيب بعض الناس بالدهشة والدوار عندما يدركون أنهم أشبه برحّالة على متن سفينة فضائيّة، تدور بهم أسرع بمرتين من طائرة مدنيّة، وتسير بهم بسرعة تفوق بمئة مرة سرعة الصوت! وعلى متنها، ينشغل البشر عنها بصخب الحياة فلا ينتبهون لجبروتها إلا حين تصفعهم بزلزال مدمر هنا أو فيضان و «تسونامي» هناك.
أسرار غافية
من وجهة نظر الباحثين العلميّين، فإن أسرار الكوكب لا تزال بمعظمها خافية، بعد مرور ملايين السنين من العيش عليه. إذ إنهم لا يقاربون جوف الأرض الملتهب علمياً إلا بشكل إجماليّ. وحتى تاريخها الفلكي لا يزال يكتنفه غموض كثير، على رغم مئات الأقمار الاصطناعيّة وتلسكوبات الفضاء وغيرهما من التقنيات الفضائيّة المتطورة الأخرى. وكذلك ما زال تركيب الأرض الجيوكيمياوي شاغلاً مقيماً لعلماء الجيولوجيا الذين يبذلون جهوداً لا تنقطع سعياً وراء تحديده بدقة. ويضاف إلى ذلك أن مخزونات الأرض الحيوية تبقى غير أكيدة، إذ يتغيّر تقدير احتياطاتها من المواد المختلفة كلما أعلن اكتشاف مواقع جديدة. وبين حين وآخر، يتفاجأ البشر بغضب الأرض المدمر الذي لا يمكن توقع زمانه ومكان حدوثه إلا نادراً.
إذن، ليس من السهل مقاربة موضوع الأرض بالدقة العلمية المرجوة. ليس كوكب الأرض ميكروي الحجم كي يوضع تحت عدسة المجهر، وليس بعيداً بما فيه الكفاية كي ترصده التلسكوبات للتعرّف الى مواصفاته الفلكيّة، على غرار بقية أجسام المجموعة الشمسيّة. وبغية سبر أسراره الكثيرة، يعمد الجيولوجيون إلى إجراء دراسات غير مباشرة، مستخدمين حيلاً متنوّعة: تفحّص الصخور، والحفر للوصول إلى طبقات متراكمة منذ زمن غابر، ودراسة السجّلات المغناطيسيّة والعضوية المتراكمة في طبقات الأرض منذ بلايين السنين، والمحاكاة الافتراضيّة بالكومبيوتر وتناقص نسبة النظائر المشعّة وغيرها.
في المقابل، يعرف الجيولوجيون كيف يستنطقون الصخور، إذ يدلّ نسيجها الهندسي وتركيبها الكيماوي على ظروف تشكلّها. يأتي البازالت مثلاً من براكين المحيطات حين يتبرّد الصهير البركاني سريعاً في خضم ثورانها. ويتكوّن الغرانيت من الصخور التي تتبلور في أعماق قشرة القارات، قبل أن تقذفها البراكين إلى السطح. ويعرف عن الصخور الكلسيّة أنها رسوبيّة الأصل، وتشكلّت من الصدفيّات والهياكل العظميّة عبر عملية تراكميّة بطيئة في قيعان البحار.
كما يستطيع الجيولوجيون قياس زمن تشكّل كل عيّنة صخرية في قشرة الأرض عبر قياس كميّة المواد المشعّة التي لا تزال تحتفظ بها. ومثلاً، يتناقص مخزون صخور البوتاسيوم الطبيعي من النظير المشع «بوتاسيوم 40» الذي يتحول الى مادة ال «أرغون». والعيّنات التي تحتوي مادة الكربون، وهي ناتجة من أجسام عضوية، يتناقص مخزونها من النظير المشعّ «كربون 14» الذي يتحول الى صوديوم.
حديث الزلازل
هناك من الصخور المعدنية من يسجّل في جزيئاته، أثناء عملية تشكّله، قوة الحقل المغناطيسي للأرض واتجاهه أيضاً، بالطريقة التي تسجل فيها ذرات الكروم والحديد على شريط الكاسيت القديم، تغيّرات القوة المغناطيسية المسلطة عليها. لكن معظم الصخور المستطاع الوصول إليها تأتي من الطبقة العليا في القشرة الأرضية البحرية أو البرية. وحدها البراكين ترفع الى سطح القشرة الأرضية عينات من الأعماق فتتيح للعلماء التعرف بشكل غير مباشر إلى الطبقة التالية تحت القشرة: وهي التي يسميها العلماء «المعطف».
تلقي الدراسات الزلزالية الضوء على الطبقات الداخلية لكوكب الأرض، إذ تعتمد على سرعة انتقال الهزّات الأرضية وتشوّه موجاتها وتناقص قوتها، بالتفاعل مع طبيعة الوسط الذي تعبره. وبات هناك في مناطق الأرض المختلفة، أجهزة استشعار للهزّات («سيزموغراف» Seismograph) تعمل على رصد صداها أينما ضربت، وبالتالي تتيح دراسة حال الطبقات التي اخترقتها. ويمكن الموجات الزلزاليّة أن تنعكس على الحدود التي تفصل بين طبقتين أرضيتين، مثلما تنعكس موجات الضوء على سطح المياه. ويتيح تحليل تلك الإشارات التي تسجلها أجهزة ال «سيزموغراف»، التكهن بالتركيب الداخلي للكوكب، والتوصل لبعض الاستنتاجات حول طبقات الأرض ومواصفاتها المختلفة.
ومن أجل فهم خصوصية الأرض وإعادة رسم تاريخها واستنتاج مصيرها المحتمل، يمكن أن نعمد الى مقارنتها ببقية أعضاء المجموعة الشمسية، خصوصاً الكواكب «الداخليّة» الثلاث الأخرى (عطارد والزهرة والمريخ) وعدد من الأقمار الصلبة الكبيرة التي تدور حول الكواكب الغازيّة العملاقة (آيو وأوروبا وغانيميد وكاليستو حول المشتري، تيتان وأنسيلادوس وغيرهما حول زحل، تيتانيا حول أورانوس، شارون حول بلوتو...).
ومن المستطاع طرح أسئلة كثيرة عند تأمل واقع تلك الأجسام. هل يمنع مفعول الحرارة الزائدة على كوكب الزهرة، تشكّل الألواح التكتونية تحت قشرة ذلك الكوكب الشبيه بالأرض؟ لماذا فقد كوكب المريخ حقله المغناطيسي؟ ومن أين يأتي كوكب عطارد بحقله المغناطيسي المتواضع؟
وعلى المريخ، صار هنالك عدد من أجهزة استشعار الهزّات، زُرِعَت بواسطة المسابير الفضائيّة المختلفة التي أرسلت الى ذلك الكوكب. لكن المعلومات الأغنى عن الأجسام الأخرى في المجموعة الشمسية، تصل إلى العلماء عبر النيازك التي تتساقط على الأرض. إذ يتيح تحليل تلك الأجسام ومقارنة تركيبها الكيماوي مع حجارة الأرض، للجيولوجيين التعرف أكثر إلى التركيب الجيولوجي لكوكب الأرض ومحاكاة تاريخها الأول.