منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

منشأ آب کره ی زمـیـن از کجاســت؟

قسمت زيادي از کره زمـیـن را آب پوشانده اســت و آب، نقش مهمی در تشکیل حیات موجودات روی کره زمـیـن ایفا نموده، ولی هنوز منشا آب موجود در زمـیـن معلوم نیست.

 کره زمـیـن در قسمتی از منظومه شمسی با فاصله ای مناسب نسبت به خورشید قرار دارد که امکان جریان یافتن آب مایع را آماده نموده اســت. درصورتی که کمی فاصله زمـیـن به ستاره میزبانش بیشتر شود، تمامی آب های سطح سیاره یخ زده میشوند و درصورتی که زمـیـن به خورشید کمی نزدیکتر شود، به کوره ی داغی مثل به سیاره زهره بدل می شود.

این حالت ایدئال که به آن« کمربند حیات» یا« منطقه گلدی لاکس» گفته ميشود، منطقه ای اســت که شرایط لازم براي جاری شدن آب مایع و همينطور جو اســتوار و بعدا، شکل پذیری حیات را آماده نموده اســت.

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

ولی آب چطور به کره زمـیـن آمده اســت؟

آب نقش بسیار مهمی در سیاره ما ایفا نموده و فهم چگونگی وارد شدن آب به کره زمـیـن میتواند درک ما از نحوه و زمان شکل گیری حیات را هم متحول کند. ولی فیلسوفان هنوز به جواب قطعی نرسیدند و حتی نمی دانند این آب از کجا آمده اســت. فرضیه کنونی در خصوص نحوه ی شکل گیری سیاره زمـیـن نشان ميدهد که زمـیـن از یک« دیسک پیش سیاره ای» بوجود آمده اســت.

دیسک پیش سیاره ای، توده ی بزرگی از گاز و گرد و غبار بود که پیش از تشکیل زمـیـن به دور خورشید جوان گردش می کرد. کم کم ذرات داخل دیسک، توده ای بزرگ و بزرگتر را شکل دادند که سرانجام به« خرده سیارات» و بعدا به سیاراتی مثل کره زمـیـن بدل شدند.

ولی در ابتدای شکل گیری منظومه شمسی، دیسک پیش سیاره ای که زمـیـن از آن بوجود آمد، در موقعیتی بسیار گرم تر قرار داشت. از این رو ، حتی درصورتی که به احتمال زیاد مولکول های آب در این دیسک وجود داشتند بخار شدند. از این گذشته، در زمان اولیه شکل گیری کره زمـیـن، جوی وجود نداشت و قطرات آب مایع به آسانی به فضا می رفتند. همین مسأله این سوال را مطرح نموده که درصورتی که زمـیـن از دیسکی دارای آب شکل نگرفته، آب چطور به سیاره آمده اســت؟

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

دانشمندان تصور میکنند درصورتی که آب همراه با خود سیاره تشکیل نشده باشد، احتمالا از فضا وارد کره زمـیـن شده اســت. سیارک ها و دنباله دارها از جمله اجرامی هستند که از فضا وارد زمـیـن میشوند و هر دو دارای مقدار متنابهی یخ هستند. در واقع ، مدل سازی های انجام گرفته از ترکیب سیارک ها و دنباله دارها نشان ميدهد که این اجرام مقادیر یخی به اندازه تمامی اقیانوس های کره زمـیـن دارند.

ولی حالا سوال این جا اســت که آیا این یک ستاره دنباله دار بود که براي بار اول ، مایع حیات را از فضا به کره زمـیـن آورد یا یک سیارک؟ و درصورتی که فرض دانشمندان درست باشد، آیا آب زمـیـن در یک رویداد برخوردی تامين شده یا این که چند برخورد باعث شده مقدار زيادي آب وارد زمـیـن شود؟ و مهمتر این که این رویدادهای برخوردی چه زمانی رخ دادند؟

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

راه حل پیشنهادی دانشمندان براي حل این معما

مقایسه آب موجود در اقیانوس های زمـیـن با ترکیب شیمیایی آب موجود در این اجرام کیهانی اســت. مثلا ، یک مولکول آب همواره دارای ۱۰ پروتون( ۸ پروتون از مولکول اکسیژن و ۲ پروتون از هر کدام از مولکول های هیدروژنش) اســت و معمولاً ۸ نوترون( تنها از مولکول اکسیژن) دارد. ولی ایزوتوپ های گوناگون آب امکان دارد نوترون های بیشتری داشته باشند. مثلا ، آب سنگین که از ترکیب اکسیژن و دوتریوم بدست می آید ، ایزوتوپ های هیدروژن متفاوت با آب عادی دارد.

دانشمندان در پژوهش سال ۲۰۱۴ خود، مقادیر نسبي ایزوتوپ های گوناگون آب( مولکول های آب با تعداد نوترون های مختلف) را که احتمال میرود از سیارک باســتانی« وِستا( Vesta)» به زمـیـن آمدند را بررسی کردند. وِستا دومین جرم کیهانی عظیم در کمربند سیارکی کویپر اســت. فیلسوفان باتوجه بوجود دهانه های برخوردی متعدد روی این سیارک، خیال ميکنند وستا، گذشته ای سرشار از رویدادهای برخوردی داشته اســت. نمونه آب موجود در سنگ های سیارک وستا، دارای ایزوتوپ هایی شبیه آنچه در کره زمـیـن می بینیم بودند.

اما این نمی تواند دال بر این باشد که آب از وستا به زمـیـن آمده اســت، ولی میتوان گفت یک جرم کیهانی شبیه وستا به لحاظ قدمت و ترکیب ممکن اســت باعث این رویداد شده باشد.

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

دانشمندان تا مدتها خیال می کردند که آب از سیارک ها به زمـیـن آمده اســت. ولی زمانی که فضاپیمای رُزتا وارد مدار« دنباله دار ۶۷ پی/چوریوموف- گراسیمنکو» شد و توانست سطح نشینی به اسم فیله را به سطح این ادامه دار بفرست، ورق برگشت. فیلسوفان از اطلاعات کاوشگرهای رزتا و فیله روزتا متوجه شدند که نسبت آب سنگین با آب عادی در دنباله دارها نسبت به زمـیـن کاملاً متفاوت اســت. از این رو ، احتمال میرود ، حداکثر تا ۱۰ درصد آب زمـیـن می توانسته از یک ستاره دنباله دار سرچشمه گرفته باشد.

هر چند، در سال ۲۰۱۸،« دنباله دار ۴۶ پی/ ورتانن» که توسط « رصدخانه اســتراتوسفری اخترشناسی فروسرخ» یا« سوفیا» مورد مطالعه قرار گرفت، قابلیت بررسی آرایش ایزوتوپی دنباله دارها را بصورت دقیق تری آماده کرد. فیلسوفان متوجه شدند که نسبت دوتریوم و هیدروژن در این دنباله دار با نمونه های موجود در زمـیـن برابر اســت. ولی سوال این اســت که چه چیزی سبب اختلاف این دنباله دار با دنباله داری ميشود که رزتا و فیله کاوش کردند؟

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

دنباله دار ورتانن از دسته ای از دنباله دارها موسوم به« دنباله دارهای بیش فعال» اســت. این گروه از دنباله دارها هرچه به نسبت دنباله دارهای عادی به خورشید نزدیکتر میشوند ، آب بیشتری را از دست می دهند. زمانی که یک دنباله دار عادی به خورشید نزديک ميشود ، ذرات یخ از هسته ی آن یا مستقیما از یخ های سطحی به گاز تبدیل می شوند. ولی یک دنباله دار بیش فعال نه تنها از هسته خود، بلکه از ذرات موجود در جو خود هم یخ از دست می دهد. همین ذرات موجود در جو ممکن اســت سبب شده باشد، دنباله دارهای بیش فعال دارای آبی با نسبت ایزوتوپی شبیه کره زمـیـن باشند.

از این رو ، حتی با درنظرگرفتن این نکته که دنباله دارهای بیش فعال کمیاب تر هستند، این حقیقت که این دنباله دارها دارای آبی با آرایش ایزوتوپی شبیه آب موجود در کره زمـیـن هستند، سبب ميشود تصور را بر این بگذاریم که این میهمانان ناخوانده، زمانی آب را از فضا به زمـیـن آورده اند.

منشأ آب کره ی زمین از کجاست؟

مطلب پیشنهادی

تعطیلات رسمی  مهر سال ۹۹

تعطیلات رسمی  مهر سال ۹۹   *۱۷ مهر اربعین حسینی *۲۵ مهر رحلت رسول اکرم؛شهادت امام حسن …