الأرض

كوكب لا مثيل له فيما نعرف

الأرض ثالث الكواكب بعدًا عن الشمس وأكبر الكواكب الصخرية الأربعة. تبدو من بعيد كرة صغيرة زرقاء وبيضاء، لكنها عن قرب المكان الوحيد في الكون الذي تأكدنا من وجود الحياة فيه.

يساعد النظر إلى الأرض بوصفها كوكبًا بين ثمانية على فهم ما يميزها. فكثير من خصائصها موجود في أماكن أخرى بصورة ما، أما النادر فهو اجتماعها هنا معًا.

والأرض أيضًا أكثف كواكب المجموعة الشمسية. فقد انفصل لبّها الحديدي الثقيل ووشاحها الصخري وقشرتها الرقيقة إلى طبقات في وقت مبكر من تاريخها، حين كان الكوكب الفتي لا يزال حارًا بما يكفي ليكون منصهرًا جزئيًا.

لماذا تصلح الأرض للحياة

تدور الأرض على مسافة يكون فيها ضوء الشمس قويًا بما يكفي لإبقاء الماء سائلًا، لا قويًا إلى حد أن يغليه ويبخّره. ويسمي الفلكيون هذا النطاق حول النجم النطاق الصالح للحياة، أي مدى المسافات التي يمكن أن يبقى فيها الماء السطحي سائلًا.

تغطي المحيطات نحو 71 بالمئة من السطح. والماء يخزن الحرارة وينقلها حول الكرة الأرضية ويذيب المواد الكيميائية التي تحتاجها الكائنات الحية.

تضم تلك المحيطات نحو 97 بالمئة من ماء الأرض كله، ويبلغ متوسط عمقها نحو 3.7 كم. ومعظم الباقي محبوس في القلنسوات الجليدية والأنهار الجليدية، ولا يوجد إلا جزء صغير في الأنهار والبحيرات والهواء. ويحرّك ضوء الشمس، الذي يستغرق نحو 8 دقائق ليصلنا، الدورة التي تنقل هذا الماء بين البحر والسماء واليابسة.

والأرض نشطة جيولوجيًا أيضًا. فالصفائح التكتونية، أي الحركة البطيئة لألواح هائلة من القشرة، تعيد تدوير الكربون بين الصخور والمحيطات والهواء. وعلى مدى ملايين السنين يعمل ذلك كمنظّم حرارة يمنع المناخ من الانجراف بعيدًا نحو التجمد أو الاحترار المفرط.

وقد غيّرت الحياة نفسها الكوكب. فقبل أكثر من 2 مليار سنة بدأت كائنات محيطية دقيقة تطلق الأكسجين عبر التمثيل الضوئي، فملأت الهواء ببطء بالغاز الذي تتنفسه معظم الحيوانات اليوم.

طبقات من الهواء ودرع خفي

يتكون الغلاف الجوي أساسًا من النيتروجين والأكسجين، مع كميات صغيرة من الأرغون وثاني أكسيد الكربون وبخار الماء. وتمتد طبقته الدنيا، التروبوسفير، إلى ارتفاع نحو 8 إلى 15 كم، وتحوي كل الطقس تقريبًا.

وفوقها الستراتوسفير، موطن طبقة الأوزون التي تمتص كثيرًا من الأشعة فوق البنفسجية الضارة القادمة من الشمس. وأعلى منها الميزوسفير حيث تحترق معظم الشهب، ثم الثرموسفير، ثم الإكسوسفير الرقيق الذي يتلاشى في الفضاء.

وفي الأعماق يتقلب اللب الخارجي للأرض المكوّن من حديد سائل فيولّد مجالًا مغناطيسيًا. ويحرف هذا المجال معظم الرياح الشمسية، وهي تيار من الجسيمات المشحونة القادمة من الشمس. وحين يتسلل بعض تلك الجسيمات قرب القطبين تضيء السماء بالشفق القطبي.

ويعمل الغلاف الجوي أيضًا كبطانية. فغازات مثل ثاني أكسيد الكربون وبخار الماء تحبس جزءًا من الحرارة التي تطلقها الأرض. ولولا هذا الاحتباس الحراري الطبيعي لكان متوسط حرارة الأرض قرابة −18 °م بدلًا من 15 °م المريحة.

عمل القمر الهادئ

قمرنا كبير على نحو غير مألوف مقارنة بكوكبه، إذ يبلغ عرضه نحو ربع عرض الأرض. وتشد جاذبيته المحيطات، فتصنع انتفاخين من الماء نعيشهما مدًا وجزرًا مرتين في اليوم تقريبًا.

ويثبّت القمر أيضًا ميل الأرض. فلولاه لتأرجحت زاوية محور الأرض أكثر بكثير على مدى ملايين السنين، ما كان سيجلب تغيرات مناخية أشد. والقمر يبتعد ببطء، بنحو 3.8 سم في السنة، لذا تتغير هذه الشراكة تدريجيًا جدًا.

ويبطئ القمر أيضًا دوران الأرض قليلًا جدًا عبر الاحتكاك المدّي. فقبل مئات الملايين من السنين لم يكن اليوم يدوم إلا نحو 21 أو 22 ساعة.

يقع القمر على بعد متوسط يبلغ نحو 384,400 كم. وهذه الفجوة واسعة إلى حد أن كواكب المجموعة الشمسية الأخرى كلها يمكن أن تصطف جنبًا إلى جنب داخلها. ومع ذلك فإن شد القمر قوي بما يكفي ليترك أثرًا مرئيًا على سواحلنا كل يوم.

الفصول تأتي من الميل

يميل محور الأرض بنحو 23.4 درجة. وبينما تدور الأرض حول الشمس يميل نصف الكرة الأول ثم الآخر نحو الشمس، فيحظى بأيام أطول وضوء شمس أكثر مباشرة. ذلك هو الصيف، والميل بعيدًا يجلب الشتاء.

ومن الاعتقادات الشائعة أن الفصول تحدث لأن الأرض تقترب من الشمس أو تبتعد عنها. صحيح أن المسافة تتغير قليلًا، لكن الأرض تكون في الواقع أقرب ما تكون إلى الشمس في أوائل يناير، أثناء الشتاء الشمالي.

قرب خط الاستواء تبقى الشمس عالية طوال السنة، فتكون الفصول هناك معتدلة وغالبًا ما تُحدَّد بالمطر لا بالحرارة. وقرب القطبين يُنتج الميل شهورًا من النهار صيفًا وشهورًا من الظلام شتاءً.

الأرض من الفضاء

في 24 ديسمبر 1968 شاهد طاقم أبولو 8 الأرض تشرق فوق الأفق الرمادي للقمر. والتقط رائد الفضاء بيل أندرس صورة تُعرف اليوم بشروق الأرض، أرت كثيرين لأول مرة كم يبدو كوكبنا صغيرًا ومعزولًا.

وفي 1990، بينما كانت فوييجر 1 تتجه إلى خارج المجموعة الشمسية، أدارت كاميرتها إلى الخلف من بعد نحو 6 مليارات كم. وفي تلك الصورة تبدو الأرض نقطة واحدة خافتة أصغر من بكسل واحد. سمّاها كارل ساغان النقطة الزرقاء الباهتة، واتخذها مدخلًا للتأمل في كل ما نتشاركه على هذه الذرة الصغيرة.

ويرى رواد الفضاء على متن محطة الفضاء الدولية، على ارتفاع نحو 400 كم، الغلاف الجوي الرقيق للأرض خطًا ضيقًا متوهجًا على امتداد الأفق. ويصف كثيرون هذا المشهد بأنه تذكير بمدى هشاشة درعنا الهوائي.

دراسة كوكبنا من المدار

تشغّل اليوم ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية ووكالات أخرى أساطيل من أقمار رصد الأرض. وبعضها، مثل سلسلة لاندسات، يصوّر اليابسة منذ 1972، ما يتيح للعلماء مقارنة الغابات والمدن والسواحل على مدى عقود.

وتقيس أقمار أخرى مستوى سطح البحر وحرارة المحيطات وسماكة الصفائح الجليدية وهطول الأمطار والغازات في الهواء. وترسل أقمار الطقس صورًا كل بضع دقائق، ولهذا تستطيع التوقعات تتبع العواصف أثناء تكونها.

يحوّل هذا المنظور من الأعلى الأرض إلى كوكب يمكننا دراسته كأي كوكب آخر، مع فارق كبير واحد: نحن نعيش هنا، والقياسات تساعدنا على رعايته.