قدمت آب زمین چقدر است؟



منشا آب در زمین همیشه یک راز بوده است. فرضیه‌ها و نظریه‌های آنها وجود دارد که توضیح می‌دهد چگونه آب در اینجا رسیده است و حمایت می‌کند. اما آب در همه جا در قرص‌های پیش سیاره‌ای وجود دارد و منشا آن ممکن است زیاد مرموز نباشد.

به گزارش ايسنا و به نقل از ساينس آلرت، یک مقاله پژوهشی نشان می دهد که سایر منظومه های خورشیدی جوان آب فراوانی دارند. در منظومه‌های شمسی مانند منظومه ما، با رشد ستاره‌های جوان و شکل‌گیری سیارات، آب نیز وجود دارد. شواهدی در آب سنگین زمین وجود دارد که نشان می دهد آب سیاره ما ۴.۵ میلیون سال قدمت دارد.

این مقاله «ما آب ۴.۵ میلیون ساله می‌نوشیم» نام دارد و نویسندگان آن سیسیلیا چکارلی(Cecilia Ceccarelli) و فوجون دو(Fujun Du) هستند. چکارلی ستاره‌شناس ایتالیایی در موسسه علوم سیاره‌ای و اخترفیزیک در گرنوبل (گرنوبل) فرانسه است. فوجون دو نیز ستاره‌شناس رصدخانه کوه بنفش(Purple Mountain) در نانجینگ(Nanjing) چین است.

شکل گیری منظومه شمسی با یک ابر مولکولی غولپیکر آغاز می شود. این ابر از هیدروژن تشکیل شده است که جزء اصلی سازنده آب است. هلیوم، کربن و کربن به ترتیب ترکیبات بعدی هستند.

این ابر همچنین حاوی دانه‌های ریز غبار سیلیکات و کربن است. این مقاله دری به سوی تاریخچه آب در منظومه شمسی است و از این نقطه آغاز می شود.

در اینجا در فضای سرد یک ابر مولکولی، وقتی با یک دانه غبار می‌شود، می‌زند و به سطح می‌چسبد. اما آب تا زمانی که هیدروژن و مایع با هم ترکیب نشوند، آب نیست و مولکول‌های هیدروژن سبک‌تر در ابر روی دانه‌های غبار یخ زده جابه‌جا می‌شوند تا زمانی که با خطر انفجار می‌شوند. وقتی این اتفاق می‌افتد، آنها واکنش نشان می‌دهند و یخ تشکیل می‌دهند. دو نوع آب وجود دارد: آب معمولی و آب سنگین دارای دوتریوم است.

دوتریوم یک ایزوتوپ از هیدروژن به نام هیدروژن سنگین (HDO) است که یک پروتون و یک نوترون در خود دارد که آن را از هیدروژنهای معمولی به نام پروتیوم جدا می کند. پروتیوم پروتون دارد اما نوترون ندارد. هر دو این ایزوتوپ‌های هیدروژن پایدار هستند و تا به امروز مانده‌اند و هر دو می‌توانند با ترکیب شوند و آب را تشکیل دهند.

زمانی که یخ روی دانه‌های گرد و غبار پوششی تشکیل می‌دهد، نویسندگان آن را فاز سرد می‌نامند و این مرحله اول در فرآیندی است که در مقاله خود بیان می‌کند.

گرانش بر ابر اثر می‌گذارد و ماده در مرکز تجمع می‌یابد. جرم بیشتر به مرکز ابر مولکولی منتقل شده و شروع به تشکیل یک پیش‌استاره می‌کند. مقداری از گرانش به گرما تبدیل می‌شود و در فاصله چند واحدی از مرکز ابر، دمای گاز و غبار موجود به ۱۰۰ کلوین (۲۸۰- فارنت) می‌رسد.

صد کلوین از منظر زمینی بسیار سرد است یعنی تنها ۱۷۳- درجه سانتی‌گراد است. اما از نظر شیمیایی، برای شروع تصعید کافی است و یخ در این دما به بخار آب می‌شود.

این مرحله‌ی دوم در روندی است که توسط نویسندگان بیان شده است، و آن‌ها را در مرحله پیش‌استاره می‌نامند.

در مرحله بعد، ستاره شروع به چرخیدن می‌کند و گاز و غباری می‌کند که در اطراف آن ناحیه قرار دارد، یک قرص و چرخان به نام قرص پیش سیاره‌ای را تشکیل می‌دهند. هر چیزی که در نهایت به ایجاد سیارات منظومه شمسی و سایر اجرام تبدیل می شود، درون آن قرص قرار دارد.

پیش ستاره جوان به جمع آوری جرم ادامه می دهد.

ستاره جوان مقداری گرما تولید می کند، اما میزان آن زیاد نیست. بنابراین صفحه سرد است و مناطق دورتر از پیش‌استاره جوان سردترین مناطق هستند. به گفته نویسندگان، آنچه بعدا اتفاق می‌افتد بسیار مهم است.

آب در این نقطه فراوان است، همه آن به صورت بخار است.

نتایج تحقیقات نشان می‌دهد که بین یک تا ۵۰ درصد از آب زمین از مرحله اولیه تولد منظومه شمسی تامین شده است. این گسترده است، اما هنوز اطلاعات مهمی به شماره می‌رود.

نویسندگان نتیجه‌گیری کردند که آب موجود در دنباله‌دارها و سیارک‌ها نیز از همان ابتدا در بسیاری از افراد به آنها رسیده است. زمین احتمالاً می‌تواند از سیاره‌های کوچک به ارث برده شود، که گمان می‌رود پیش‌ساز سیارک‌ها و سیاراتی باشند که زمین را تشکیل دهند، نه از دنباله‌دارهایی که بر روی آن باریده‌اند.

اینکه آب توسط دنباله دارها به زمین رسیده باشد فرضیه منطقی دیگری است. اما این مطالعه نشان می‌دهد که ممکن است درست نباشد.

با این حال، هنوز بسیاری از سوالات بی پاسخ مانده‌اند. این مقاله توضیح نمی دهد که چگونه تمام آب به زمین رسیده است. اما این مطالعه نشان می‌دهد که میزان آب سنگین روی زمین می‌تواند راهگشای کشف این موضوع باشد.

دلایلی که از تیتر این مقاله بر می‌آید، قدمت آب زمین ۴.۵ میلیارد سال است. به گفته‌ی نویسندگان، سیاره‌های کوچک احتمالاً این آب را به زمین می‌رساند، اما نحوه عملکرد آن به طور مشخص نیست. پیچیدگی‌های بسیار بیشتر است که باید آن‌ها را پیش از کشف، دسته‌بندی کنند.

همه این موارد در چگونگی پیدایش زندگی و نحوه شکل گیری جهان نهفته است. احتمالاً در شکل‌گیری سیاره‌های کوچکی که آن‌ها به زمین می‌رسند و در گردآوری اجزای سازنده بر روی اجسام صخره‌هایی که آنها را به زمین می‌رسانند، نقش دارند.

آب در مرکز همه چیز قرار دارد و نویسندگان با نشان دادن این قدمت برخی از آبها به ابتدایی منظومه شمسی بازمی‌گرداند، نقطه شروعی برای کشف منشاء باقیمانده آنها فراهم کرده‌اند.

آنها می‌نویسند: در اینجا، ما یک تاریخچه ساده از آب زمین را بر اساس آخرین مشاهدات و نظریه‌ها ارائه کردیم.

قابل توجه است که از آب زمینی احتمالاً در همان ابتدای تولد منظومه شمسی زمانی که ابری سرد از گاز و غبار بود، در طی مراحل مختلفی که به شکل‌گیری سیارک‌ها و دنباله‌دارها تبدیل شد، شکل گرفت و در نهایت به زمین نوپا منتقل شد.

انتهای پیام



منبع