العصر الهادي

العصر الهادي ( / heɪ ˈ diː ə n , ˈ heɪ di ə n / hay- DEE -ən , HAY -dee-ən ) هو أول وأقدم الدهور الجيولوجية الأربعة في تاريخ الأرض ، بدءًا من تكوين الكوكب حوالي 4.6 مليار سنة ^{[ 4 ] [ 5 ]} (يقدر عمره بـ 4567.30 ± 0.16 مليون سنة ^{[ 1 ]} تم تحديده بناءً على عمر أقدم مادة صلبة في النظام الشمسي - جزيئات غبار القرص الكوكبي الأولي - الموجودة على شكل كوندريتات وشوائب غنية بالكالسيوم والألومنيوم في بعض النيازك حوالي 4.567 مليار سنة)، ^{[ 6 ] [ 1 ]} وينتهي عند 4.031 مليار سنة، وهو عمر أقدم التكوينات الصخرية السليمة المعروفة على الأرض كما اعترفت به اللجنة الدولية لعلم الطبقات . ^{[ 7 ]} حدث الاصطدام بين الكواكب الذي أدى إلى نشأة القمر في وقت مبكر من هذا الدهر. وقد أعقب دهر الهاديان دهر الأركيان ، مع افتراض أن القصف الشديد المتأخر قد حدث عند حدود الهاديان والأركيان.   

تُعدّ صخور حقبة الهاديان نادرة للغاية، وتتألف في معظمها من بلورات الزركون الحبيبية من موقع واحد ( جاك هيلز ) في غرب أستراليا . ^{[ 8 ]} ولا تزال النماذج الجيوفيزيائية لحقبة الهاديان مثيرة للجدل بين الجيولوجيين : فربما بدأت حركة الصفائح التكتونية ونمو الكراتونات لتكوين القارات في حقبة الهاديان، ولكن لا يزال هناك قدر من عدم اليقين. ^{[ 9 ] [ 10 ] [ 11 ]}

كانت الأرض في حقبة الهاديان المبكرة تتمتع بغلاف جوي كثيف غني بالهيدريدات ، يُرجح أن تركيبه كان مشابهًا للسديم الشمسي والكواكب الغازية العملاقة ، حيث كان يتكون في معظمه من بخار الماء والميثان والأمونيا . ومع برودة سطح الأرض، تكثف بخار الماء الجوي إلى ماء سائل ، وتشكل في النهاية محيط هائل غطى معظم سطح الكوكب، محولًا الأرض إلى كوكب محيطي . وفي نهاية المطاف ، أدت الانبعاثات البركانية وقصف الكويكبات إلى تغيير الغلاف الجوي لحقبة الهاديان إلى الغلاف الجوي لحقبة الباليوآركيان ، الغني بالنيتروجين وثاني أكسيد الكربون ، والذي يتميز بخصائص اختزالية ضعيفة .

اسم الدهر "هاديان" مشتق من هاديس ، إله العالم السفلي اليوناني ، في إشارة إلى الظروف الجهنمية التي كانت سائدة آنذاك على الأرض المبكرة : فقد تشكل الكوكب للتو من تراكم حديث ، ويُعتقد أن سطحه كان عبارة عن حمم بركانية منصهرة .

صاغ هذا المصطلح الجيولوجي الأمريكي بريستون كلاود ، في الأصل لوصف الفترة التي سبقت أقدم الصخور المعروفة على الأرض. ^{[ 12 ] [ 13 ]} ثم صاغ دبليو بي هارلاند مصطلحًا مرادفًا تقريبًا، وهو العصر البريسكواني ، من كلمة priscus اللاتينية التي تعني "قديم". ^{[ 14 ]} وتشير نصوص أخرى أقدم إلى هذا العصر باسم العصر ما قبل الأركي . ^{[ 15 ] [ 16 ]}

قبل ثمانينيات القرن العشرين واكتشاف شظايا الأدوات الحجرية من حقبة الهاديان ، كانت الروايات العلمية لتفسيرات الأرض المبكرة حكرًا تقريبًا على واضعي النماذج الجيوديناميكية . ^{[ 17 ] : 4}

في العقود الأخيرة من القرن العشرين، حدد الجيولوجيون بعض الصخور التي تعود إلى حقبة الهاديان في غرب غرينلاند وشمال غرب كندا وغرب أستراليا . وفي عام 2015، عُثر على آثار معادن كربونية، فُسِّرت على أنها "بقايا حياة بيولوجية "، في صخور عمرها 4.1 مليار سنة في غرب أستراليا. ^{[ 18 ] [ 19 ]}

يعود تاريخ أقدم بلورات الزركون المؤرخة ، والموجودة داخل تكتل من الحجر الرملي المتحول في تلال جاك التابعة لمنطقة نارير نايس في غرب أستراليا، إلى 4.404 ± 0.008 مليار سنة . ^{[ 20 ]} يُعد هذا الزركون حالة شاذة بعض الشيء، حيث أن أقدم زركون مؤرخ بشكل ثابت يقع تاريخه بالقرب من 4.35 مليار سنة ^{[ 20 ]} - أي بعد حوالي 200 مليون سنة من الوقت المفترض لتكوين الأرض .

في العديد من المناطق الأخرى، تشير بلورات الزركون الدخيلة (أو المتبقية) من حقبة الهاديان، والمحاطة بصخور أقدم، إلى أن الصخور الأحدث قد تشكلت على أراضٍ أقدم ، وأنها استوعبت بعض المواد الأقدم. ومن الأمثلة على ذلك درع غيانا ، وتحديدًا تكوين إيوكراما في جنوب غيانا، حيث تم تأريخ نوى الزركون بعمر 4.22 مليار سنة. ^{[ 21 ]}

كانت كمية كبيرة من الماء موجودة في المادة التي شكلت الأرض. ^{[ 22 ]} كانت جزيئات الماء تفلت من جاذبية الأرض بسهولة أكبر عندما كانت كتلة الكوكب أقل أثناء تكوينه. يمكن أن يؤدي التفكك الضوئي بفعل الأشعة فوق البنفسجية قصيرة الموجة في ضوء الشمس إلى فصل جزيئات الماء السطحية إلى أكسجين وهيدروجين ، حيث يتفاعل الأكسجين بسهولة لتكوين مركبات في الغلاف الجوي المختزل آنذاك، بينما من المتوقع أن يغادر الهيدروجين (إلى جانب الهيليوم الخفيف المماثل ) الغلاف الجوي باستمرار (كما هو الحال حتى يومنا هذا) بسبب هروبه من الغلاف الجوي .

يُعتقد أن جزءًا من الكوكب القديم قد تضرر بفعل الاصطدام الذي أدى إلى نشأة القمر ، والذي كان من المفترض أن يتسبب في انصهار منطقة أو منطقتين كبيرتين من الأرض. يشير التركيب الحالي للأرض إلى عدم حدوث انصهار كامل، إذ يصعب صهر وخلط كتل صخرية ضخمة بشكل كامل. ^{[ 23 ]} مع ذلك، من المفترض أن يكون جزء كبير من المواد قد تبخر بفعل هذا الاصطدام. وكان من المفترض أن تتكثف هذه المواد في غضون 2000 عام. ^{[ 24 ]} تصلب محيط الصهارة الأولي في غضون 5 ملايين عام، ^{[ 25 ]} تاركًا وراءه مواد متطايرة ساخنة، والتي ربما نتج عنها انبعاث كثيف لثاني أكسيد الكربون.₂ جو معالهيدروجينوبخارالماء. كان للغلاف الجوي الثقيل الأولي درجة حرارة سطحية تبلغ230درجة مئوية (446درجة فهرنهايت)وضغطجوييزيد عن 27ضغط جوي قياسي. ^{[ 24 ]}  

أظهرت دراسات الزركون أن الماء السائل ربما كان موجودًا بين 4.0 و4.4 مليار سنة، بعد فترة وجيزة من تكوّن الأرض. ^{[ 20 ] [ 26 ] [ 27 ] [ 28 ]} وقد وُجدت محيطات من الماء السائل على الرغم من ارتفاع درجة حرارة سطح الأرض، لأن الماء يبقى سائلًا عند ضغط جوي يبلغ 27 ضغطًا جويًا. ^{[ 24 ]}

كان المصدر الأرجح للمياه في محيط حقبة الهاديان هو انبعاث الغازات من وشاح الأرض . ^{[ 29 ]} أما نشأة كمية كبيرة من المياه نتيجة القصف النيزكي فهي غير مرجحة، نظراً لعدم توافق نظائر العناصر بين الأرض والمذنبات. ^{[ 22 ]}

كان من شأن اصطدامات الكويكبات خلال حقبة الهاديان وحتى حقبة الأركي أن تُحدث اضطرابًا دوريًا في المحيط. يحتوي السجل الجيولوجي منذ 3.2 مليار سنة على أدلة على اصطدامات متعددة لأجسام يصل قطرها إلى 100 كيلومتر (62 ميلًا) . ^{[ 30 ]} كان كل اصطدام من هذا القبيل يُبخر ما يصل إلى 100 متر (330 قدمًا) من المحيط العالمي، ويرفع درجة حرارة الغلاف الجوي مؤقتًا إلى 500 درجة مئوية (932 درجة فهرنهايت) . ^{[ 30 ]} ومع ذلك، لا يزال تواتر اصطدامات النيازك قيد الدراسة: ربما مرت الأرض بفترات طويلة كانت فيها المحيطات السائلة والحياة ممكنة. ^{[ 26 ]}    

سيمتص الماء السائل ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي المبكر؛ ولن يكون هذا كافياً بحد ذاته لتقليل كمية ثاني أكسيد الكربون بشكل كبير_2. ^{[ 24 ]}​

أظهرت دراسة أجريت عام ٢٠٠٨ على الزركون أن صخور حقبة الهاديان الأسترالية تحتوي على معادن تشير إلى وجود تكتونية الصفائح منذ ٤ مليارات سنة (أي بعد حوالي ٦٠٠ مليون سنة من تكوين الأرض). ^{[ ٣١ ]} ومع ذلك، يرجح بعض الجيولوجيين أن الزركون قد يكون تشكل نتيجة اصطدامات النيازك. ^{[ ٣٢ ]} الأدلة المباشرة على جيولوجيا حقبة الهاديان من الزركون محدودة، لأن الزركون يتجمع في الغالب في موقع واحد في أستراليا. ^{[ ٨ ] [ ١٧ ]} النماذج الجيوفيزيائية غير مكتملة، لكنها قادرة على رسم صورة عامة لحالة الأرض في حقبة الهاديان. ^{[ ٨ ] [ ٣٣ ]}

من المرجح أن الحمل الحراري في الوشاح خلال حقبة الهاديان كان قويًا، نظرًا لانخفاض لزوجته . ^{[ 8 ]} ويعود انخفاض اللزوجة إلى المستويات العالية من الحرارة الإشعاعية ، وإلى عدم تبخر الماء الموجود في الوشاح بشكل كامل. ^{[ 34 ]} ولا يزال الجدل قائمًا حول ما إذا كان هذا الحمل الحراري القوي قد أدى إلى حركة الصفائح التكتونية في حقبة الهاديان، أو أنه كان محصورًا تحت غطاء صلب. ^{[ 8 ] [ 11 ] [ 17 ] [ 35 ]} ويُعتقد أن وجود محيطات في حقبة الهاديان قد حفز حركة الصفائح التكتونية. ^{[ 36 ]}

كان من شأن الانغماس الناتج عن حركة الصفائح التكتونية أن يزيل الكربونات من المحيطات المبكرة، مما ساهم في إزالة ثاني أكسيد الكربون._2- غلاف جوي مبكر غني. إزالة هذا الغلاف الجوي المبكر دليل على تكتونية الصفائح في حقبة الهاديان. ^{[ 37 ]}

If plate tectonics occurred in the Hadean, it would have formed continental crust.^[38] Different models predict different amounts of continental crust during the Hadean.^[10] The work of Dhiume et al. predicts that by the end of the Hadean, the continental crust had only 25% of today's area.^[9] The models of Korenaga, et al. predict that the continental crust grew to present-day volume sometime between 4.2 and 4.0 Ga.^[38][39]

The amount of exposed land in the Hadean is only loosely dependent on the amount of continental crust: it also depends on the ocean level.^[8] In models where plate tectonics started in the Archean, Earth has a global ocean in the Hadean.^[40][41] The high heat of the mantle may have made it difficult to support high elevations in the Hadean.^[42][43] If continents did form in the Hadean, their growth competed with outgassing of water from the mantle.^[8] Continents may have appeared in the mid-Hadean, and then disappeared under a thick ocean by the end of the Hadean.^[44] The limited amount of land has implications for the origin of life.^[8]

Abundant Hadean-like geothermalmicroenvironments were shown by Salditt et al. to have the potential to support the synthesis and replication of RNA and thus possibly the evolution of a primitive life form.^[45] Porous rock systems comprising heated air-water interfaces were shown to allow ribozyme-catalyzed RNA replication of sense and antisense strands followed by subsequent strand dissociation, thus enabling combined synthesis, release and folding of active ribozymes.^[45] A study published in 2024 inferred the last common ancestor of all current life to have emerged during the Hadean, between 4.09 and 4.33 Ga.^[46]

على الرغم من أن الجزء الأول من القصف الشديد المتأخر حدث خلال حقبة الهاديان، إلا أن الاصطدامات كانت متكررة على نطاق كوني فقط، حيث كانت تفصل بين كل حدث وآخر آلاف أو حتى ملايين السنين. وبما أن الأرض كانت تحتوي بالفعل على محيطات، فقد كانت الحياة ممكنة، ولكنها كانت عرضة لأحداث الانقراض الناجمة عن تلك الاصطدامات. لم يكن الخطر يكمن في التكرار، بل في حجم الجسم المصطدم، وتشير البقايا الموجودة على سطح القمر إلى اصطدامات أكبر من اصطدام تشيكسولوب الذي تسبب في انقراض الديناصورات .

• فوضوي (جيولوجيا) – العصر المقترح لدهر الهاديان 
• مفارقة الشمس الفتية الخافتة – مفارقة تتعلق بالماء على الأرض في بداياتها 
• تكوين وتطور النظام الشمسي
• الزركون الهادي – أقدم مادة قشرية باقية من حقبة الهاديان 
• تاريخ الأرض – سجلات تطور الأرض – تصف الأقسام الأولى تكوين الأرض  
• أقدم الصخور المؤرخة – تشمل صخورًا يزيد عمرها عن 4 مليارات سنة من حقبة الهاديان 
• ما قبل الكمبري – تاريخ الأرض منذ 4600 إلى 539 مليون سنة 
• التسلسل الزمني للتاريخ الطبيعي

• هوبكنز، ميشيل؛ هاريسون، تي. مارك؛ مانينغ، كريغ إي. (2008). "انخفاض تدفق الحرارة المستنتج من الزركونات التي يزيد عمرها عن 4 مليارات سنة يشير إلى تفاعلات حدود الصفائح الهاديانية". مجلة نيتشر . 456 (7221): 493-496 . Bibcode : 2008Natur.456..493H . doi : 10.1038/nature07465 . PMID 19037314. S2CID 4417456 .  
• وايتش، إس.؛ نيلسون، دي آر؛ ريغانتي، أ. (2004). "زركونات فتاتية يتراوح عمرها بين 4350 و3130 مليون سنة في نطاق جرانيت-جرينستون الصليب الجنوبي، غرب أستراليا: دلالات على التطور المبكر لكتلة ييلغارن". المجلة الأسترالية لعلوم الأرض . 51 (1): 31-45 . Bibcode : 2004AuJES..51...31W . doi : 10.1046/j.1400-0952.2003.01042.x .
• كارلي، تامارا ل. وآخرون  (2014). "أيسلندا ليست نظيرًا صهاريًا لعصر الهاديان: أدلة من سجل الزركون". رسائل علوم الأرض والكواكب . 405 (1): 85-97 . Bibcode : 2014E & PSL.405...85C . doi : 10.1016/j.epsl.2014.08.015 .
• مارشي، س.؛ وآخرون  (2014). "اختلاط ودفن واسع النطاق لقشرة الأرض في حقبة الهاديان نتيجة اصطدامات الكويكبات". مجلة نيتشر . 511 (7511): 578-582 . Bibcode : 2014Natur.511..578M . doi : 10.1038/nature13539 . PMID: 25079556. S2CID : 205239647 .  

• Peripatus.nz: وصف العصر الهادي
• العصر الهادي (مقياس التسلسل الزمني الطبقي)