في أثناء قيامهم بتحليل بعض أقدم الأحجار الكريمة الملونة في العالم، عثر باحثون من “جامعة واترلو” (the University of Waterloo) في مقاطعة أونتاريو في كندا على بقايا كربون محفوظة في حجر ياقوت يزيد عمره على 2.5 مليار عام، وهي الفترة التي كانت فيها الأرض مسكونة فقط بأشكال الحياة المبكرة كالبكتيريا الزرقاء، نظرا لنقص الأكسجين ضمن الغلاف الجوي، وفقا لباحثين.
الغرافيت دليل الحياة المبكرة
بدأ فريق كريس ياكيمتشوك، أستاذ علوم الأرض والبيئة في جامعة واترلو، بدراسة جيولوجيا الياقوت لفهم الظروف البيئية اللازمة لتكوين الياقوت بشكل أفضل.
وخلال بحثهم في غرينلاند -التي تحتوي على أقدم رواسب الياقوت المعروفة في العالم- وجد الفريق عينة من الياقوت تحتوي على الغرافيت وهو معدن طبيعي من الكربون النقي، وأظهرت نتائج تحليله أنه عضوي المنشأ ويعود إلى بقايا الحياة المبكرة على كوكب الأرض.
وقد صرح ياكيمتشوك -في بيان صحفي نشر على الموقع الرسمي لجامعة واترلو بتاريخ 21 أكتوبر/تشرين الأول الجاري- بأن “الغرافيت الذي عثر عليه داخل عينة الياقوت فريد حقا، كما أنها المرة الأولى التي نرى فيها دليلا على الحياة القديمة في الصخور الحاملة للياقوت”.
وأضاف “يمنحنا وجود الغرافيت أيضا مزيدا من الأدلة لتحديد كيفية تشكل الياقوت في هذا الموقع، وهو أمر يستحيل القيام به بشكل مباشر بالاعتماد على لون الياقوت وتركيبه الكيميائي فقط”.
الغرافيت عامل أساسي
يتكون حجر الياقوت من مجموعة متنوعة من أكسيد الألمنيوم المعدني، وهو شكل بلوري من أكسيد الألمنيوم، ويتشكل عند الحدود التكتونية للأرض حيث توفر عمليات الاندساس والاصطدام التكتوني الحرارة والضغط الشديدين اللازمين لتشكل الياقوت بنجاح. وتختلف ألوان الياقوت تبعا لعنصر الكروم النادر، حيث يزداد احمراره كلما زادت نسبة الكروم فيه.
ومن المعروف أن الياقوت لا يتشكل في البيئات التي تحتوي على الكثير من السيليكا. وبناء على ذلك، يشير وجود الغرافيت إلى حتمية وجود سائل من شأنه أن يساعد في تخليص الصخور من ثاني أكسيد السيليكون، مما يؤدي إلى تهيئة البيئة المحيطة لتشكيل الياقوت في المقام الأول.
وهنا يمكن القول بأن الغرافيت عمل على تغيير كيمياء الصخور المحيطة لخلق الظروف المواتية لتشكل الياقوت في هذا الموقع. وهكذا فقد أثبت الباحثون -عبر دراستهم التي نشرت في دورية “أور جيولوجي ريفيوز” (Ore Geology Reviews) في العدد 138 لعام 2021- أن الغرافيت لا يربط الياقوت بالحياة القديمة فحسب، بل من المحتمل أيضا أن يكون عنصرا أساسيا في تكوينه.
نظائر الكربون والحياة القديمة
قام الفريق بالبحث عن نظائر الكربون في الغرافيت، وهي أشكال من العنصر نفسه بأعداد مختلفة من النيوترونات في النوى أي بكتل ذرية مختلفة.
وعند تحليل خاصية تسمى التركيب النظيري لذرات الكربون، تلك التي تقيس الكميات النسبية لذرات الكربون المختلفة، وجد الباحثون أن ما يزيد على 98% من جميع ذرات الكربون كانت من الكربون-12، إضافة إلى وجود بعض ذرات من الكربون-13 والكربون-14.
ووفق تقرير نشر على موقع “ساينس ألرت” (Science Alret) يوم 22 أكتوبر/تشرين الأول الجاري، فقد أوضح ياكيمتشوك “تتكون المادة الحية بشكل رئيسي من ذرات الكربون الأخف وزنا نظرا لأنها تستهلك طاقة أقل لتدمج في الخلايا”.
وأضاف “نظرا لزيادة كمية الكربون-12 في هذا الغرافيت، خلصنا إلى أن ذرات الكربون كانت ذات يوم شكلا من أشكال الحياة القديمة، ونرجح بأنها تعود إلى كائنات دقيقة ميتة مثل البكتيريا الزرقاء”.