کشف جدید دانشمندان از راز اکسیژن زمین
راز اکسیژن زمین
🧬 کشف جدید دانشمندان از راز اکسیژن زمین؛ چرا حیات میلیونها سال دیرتر شروع شد؟
زمینی که هنوز نفس نمی‌کشید
راز اکسیژن زمین چیست ؟ تصور کنید روی سیاره‌ای قدم می‌زنید که آسمانش آبی نیست، اقیانوس‌هایش سبز تیره‌اند و هیچ نشانه‌ای از جانور، گیاه یا حتی ذره‌ای اکسیژن در هوا وجود ندارد. این همان زمین است؛ اما نه زمینی که می‌شناسیم — بلکه زمین سه میلیارد سال پیش، جایی که نفس کشیدن هنوز اختراع نشده بود!
دانشمندان سال‌هاست با این سؤال بزرگ درگیرند: چرا با وجود پیدایش نخستین موجودات فتوسنتزکننده، اکسیژن در جو زمین به‌طور ناگهانی و کامل ظاهر نشد؟ چرا زمین میلیونها سال بعد از آمادگی زیستی، تازه توانست اکسیژن را در جو خود تثبیت کند؟
به گزارش اخبار فناوری در خبر ICT پژوهش تازه‌ای که این هفته توسط تیمی از محققان دانشگاه لیدز (University of Leeds) منتشر شده و در سایت ScienceDaily بازتاب یافته، پاسخی جذاب و البته شگفت‌انگیز به این راز داده است. آنها کشف کرده‌اند که دو ماده‌ی ساده — نیکل و اوره — ممکن است عامل اصلی این تأخیر تاریخی باشند.
داستان آغاز تنفس زمین
زمین در حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش شکل گرفت، اما اکسیژن آزاد در جو آن تقریباً وجود نداشت. در آن دوران، سطح زمین پر از گازهایی چون متان، دی‌اکسیدکربن و بخار آب بود. تنها پس از ظهور نوعی میکروارگانیسم به نام سیانوباکتریها (Cyanobacteria) بود که نخستین نفس‌های زمین شکل گرفت.
سیانوباکتریها توانایی فتوسنتز داشتند؛ یعنی می‌توانستند با استفاده از نور خورشید، آب و دی‌اکسیدکربن، اکسیژن تولید کنند. با این حال، مدت‌ها این اکسیژن در جو باقی نمی‌ماند و بلافاصله توسط ترکیبات دیگر جذب می‌شد. تا حدود ۲.۴ میلیارد سال پیش، موسوم به «رویداد اکسیداسیون بزرگ» (Great Oxidation Event)، بالاخره سطح اکسیژن به حدی رسید که محیط زیست دگرگون شد و مسیر حیات چندسلولی هموار گردید.
اما چرا این تغییر میلیونها سال طول کشید؟ این همان سؤالی است که پژوهش جدید در پی پاسخ دادن به آن است.
کشف تازه دانشگاه لیدز – راز فلزات در تأخیر اکسیژن
مطالعه‌ی جدید با بررسی ترکیبات شیمیایی فسیل‌های دریایی و رسوبات باستانی نشان میدهد که مقدار نیکل (Nickel) در آب‌های زمین اولیه بسیار بالاتر از امروز بوده است. نیکل یکی از عناصر حیاتی برای رشد برخی باکتری‌هاست که متان تولید می‌کنند — موجوداتی که در رقابت با سیانوباکتریها، اکسیژن را مصرف کرده و از انتشار آن در جو جلوگیری می‌کردند.
به‌عبارتی، وجود نیکل بیش از حد، باعث رونق متانوژن‌ها و کاهش قدرت سیانوباکتریها شده است. وقتی نیکل به مرور کاهش یافت، میدان برای سیانوباکتریها باز شد تا اکسیژن بیشتری تولید کنند.
جالب‌تر اینکه پژوهشگران در ادامه متوجه شدند ترکیبات اوره (Urea) که از تجزیه مواد آلی در آب‌ها تولید می‌شدند نیز می‌توانستند تعادل نیتروژن را در محیط مختل کرده و رشد باکتریهای اکسیژن‌ساز را محدود کنند. این دو عامل، یعنی نیکل زیاد و اوره فعال، عملاً زمین را در حالت «خفگی زیستی» نگه داشتند تا زمانی که شرایط آرام گرفت و تنفس جهانی آغاز شد.
معنای این کشف برای درک منشأ حیات
این کشف در نگاه نخست شاید صرفاً برای زمین‌شناسان جالب باشد، اما تأثیر آن بسیار فراتر است. اکنون دانشمندان معتقدند که راز اکسیژن زمین می‌تواند سرنخی برای درک پیدایش حیات در دیگر سیارات باشد.
اگر در سیاره‌ای دیگر شرایط مشابهی وجود داشته باشد — یعنی فلزات یا ترکیباتی مانع انتشار اکسیژن شوند — آن سیاره ممکن است زیستپذیر باشد، اما ما هنوز قادر به شناسایی حیات در آن نباشیم. به بیان دیگر، حیات می‌تواند در جایی پنهان باشد، درست مانند زمینِ اولیه.
این موضوع برای پروژه‌های جستوجوی حیات در مریخ یا سیارات فراخورشیدی اهمیت بالایی دارد. همان‌طور که در مسابقات و رویدادهایی مانند المپیک فناوری 2025 مطرح شده، تحلیل داده‌های کیهانی با استفاده از هوش مصنوعی می‌تواند به درک بهتر این پدیده کمک کند. ترکیب دانش زمین‌شناسی با فناوری‌های نوین، راه آینده پژوهش‌های علمی را روشن‌تر می‌سازد.
تحلیل از نگاه خبر ICT
از دیدگاه تحریریه خبر ICT، این کشف تنها یک خبر علمی نیست؛ بلکه نمونه‌ای از تلاقی علم و فناوری داده‌محور است. تیم تحقیقاتی دانشگاه لیدز برای بررسی این فرضیه از مدل‌های یادگیری ماشین (Machine Learning) جهت شبیهسازی شرایط زمین اولیه استفاده کرده‌اند.
همان‌گونه که در مطلب پیشین ما درباره «مهندسی اجتماعی در امنیت دیجیتال» اشاره شد، تعامل بین داده، انسان و تصمیم‌گیری هوشمند نقشی کلیدی در آینده‌ی علم دارد — حتی در فهم گذشته‌ی زمین!
در واقع، راز اکسیژن زمین نشان میدهد که علم امروز، با تکیه بر هوش مصنوعی و تحلیل داده، می‌تواند به سؤالاتی پاسخ دهد که میلیونها سال پیش رقم خورده‌اند.
از زمین تا فناوری آینده
تحلیل ساختارهای اکسیژن و فلزات در فسیل‌های باستانی، بدون فناوری‌های نوین تصویربرداری اتمی ممکن نبود. همین‌جا است که نقش فناوری در پیشرفت علم مشخص می‌شود.
در المپیک فناوری 2025، یکی از اهداف اصلی، پرورش استعدادهای میان‌رشته‌ای است؛ افرادی که بتوانند میان ژئوشیمی، هوش مصنوعی و مدلسازی داده پلی برقرار کنند. شاید نسل آینده محققانی که رازهای کیهان را کشف می‌کنند، از همین رقابت‌ها برخیزند.
به‌بیان دیگر، همان‌گونه که زمین زمانی برای نفس کشیدن منتظر شرایط مناسب بود، دنیای امروز نیز برای «تنفس علمی» نیازمند اکسیژن خلاقیت و فناوری است.
نتیجه‌گیری: زمین، آزمایشگاهی زنده از حیات
اکنون با این پژوهش جدید، ما یک گام به درک تاریخ واقعی زمین نزدیک‌تر شده‌ایم. «راز اکسیژن زمین» دیگر صرفاً یک پرسش زمین‌شناسی نیست، بلکه روایتی از صبر، تعادل و تحول است.
شاید بزرگ‌ترین درس از این کشف این باشد که حیات، مانند اکسیژن، نیازمند زمان و تعادل است.
و شاید روزی، همین درک بتواند ما را در یافتن سیارات دیگری یاری کند که اکنون در سکوت، منتظر نخستین نفس خود هستند.
