بررسی منشاء پیدایش آب در زمین

بیگ بنگ: بر طبق تحقیقات جدید آب موجود در زمین ممکن است از خرده سیارک‌ها و گازهای خارجی بجای مانده از تشکیل خورشید به وجود آمده باشد. یافته‌های جدید به دانشمندان کمک می کند تا بتوانند نحوۀ شکل‌گیری سیارات دیگر و پتانسیل زیست‌پذیری آنها را درک نمایند.

xبه گزارش بیگ بنگ، محققان بیان نمودند که برای بررسی رمز و راز منشاء آب ِ زمین به نظریۀ جدیدی دست یافته‌اند. مطالعه جدید، ایده‌های پراکنده‌ای را در مورد هیدروژن موجود در آب‌های زمین مطرح می کند و بیان می دارد که این عنصر بخشی از ابرهای گرد و غباری و گازهای باقی مانده از تشکیل خورشید است که سحابی خورشیدی نام دارد. برای شناسایی منابع آب موجود بر روی زمین، دانشمندان به جای اکسیژن منابع هیدروژن را مورد بررسی قرار دادند، زیرا این مولکول که مولکول دوم تشکیل دهنده آب است در سیستم خورشیدی بسیار فراوان می باشد.

بسیاری از دانشمندان نظریه‌ای را مطرح کرده‌اند که از لحاظ تاریخی بسیار مستدل است. آنها بیان می دارند که تمام آب‌های زمین از خرده سیارک‌ها آمده‌اند، چرا که  شباهت زیادی بین آب اقیانوس‌ها و آب موجود در خرده سیارک‌ها وجود دارد. بر اساس نسبت دوتریوم، ایزوتوپ هیدروژن سنگین‌تر نسبت به هیدروژن معمولی، یکی از نشانه‌هایی است که این موضوع را تایید می کند چرا که هیدروژن موجود در اقیانوس‌ها بر اساس نسبت دوتریوم به آنچه در خرده سیارک‌ها یافت می شود، شباهت بیشتری دارد. به گفته محققان، اقیانوس‌ها ممکن است نتوانند کل داستان ِ هیدروژن زمین را نقل کنند.

استیون دش، استاد فیزیک دانشکده زمین‌شناسی و اکتشافات فضایی دانشگاه ایالتی آریزونا و یکی از نویسندگان مطالعه جدید، به سرپرستی پیتر بوسک گفت:« وقتی که دانشمندان نسبت ِ دوتریوم هیدروژن آب اقیانوس‌ها را اندازه‌گیری می کنند و می بینند که به آنچه در سیارک‌ها دیده می شود بسیار نزدیک است، به این نتیجه می رسند که این آب از خرده سیارک‌ها آمده است.»

تحقیقات اخیر نشان می دهد که هیدروژن ِ موجود در اقیانوس‌های زمین نشان دهندۀ هیدروژن موجود در کل ِ سیاره زمین نیست.  نمونه‌هایی از هیدروژن موجود در عمق درون زمین، در نزدیکی مرز بین هسته و گوشته، به طور قابل توجهی دارای دوتریوم بسیار کمتری است، که نشان می دهد این هیدروژن ممکن است از خرده سیارک‌ها نیامده باشد. گازهای هلیوم و نئون نیز با امضاهای ایزوتوپی که نشان می دهد از سحابی خورشیدی به ارث رسیده‌اند در گوشته زمین یافت می شوند. در مطالعه جدید، محققان مدل نظری جدیدی از شکل‌گیری زمین را ارائه نموده‌اند که می تواند تفاوت بین هیدروژن موجود در اقیانوس‌های زمین و مرز پوشش هسته و همچنین حضور گازهای نجیب در عمق ِ این سیاره را توضیح دهد.

مدل‌سازی پیدایش زمین

با توجه به مدل جدید محققان، چند میلیارد سال پیش، خرده سیارک‌های بزرگ مملو از آب در سیاره‌ها پدید آمدند، در حالی که سحابی خورشیدی هنوز هم در اطراف خورشید می چرخید. این خرده سیارک‌ها، که بعنوان جنین‌های سیاره‌ای شناخته می شوند، به سرعت به هم برخورد کرده و بزرگتر شدند و در نهایت، انرژی لازم را برای ذوب کردن سطح بزرگترین جنین در اقیانوس ماگما به دست آوردند. این جنین بسیار بزرگ در نهایت به زمین تبدیل شد.

گازهای سحابی خورشیدی، از جمله هیدروژن و گازهای نجیب، تحت پوشش ِ جنین بزرگ پوشیده از ماگما قرار گرفتند و اتمسفر اولیه را تشکیل دادند. هیدروژن سحابی که حاوی دوتریوم کمتر است و سبک‌تر از هیدروژن خرده سیاره‌ای می باشد، در آهن ذوب شدۀ اقیانوس ماگما حل شد. هیدروژن به وسیله فرآیندی که تفکیک ایزوتوپی نامیده می شود به سمت مرکز زمین جوان کشیده شد. هیدروژن، که در آهن حل شده بود، توسط آهن وارد هسته زمین شد، در حالی که بسیاری از ایزوتوپ‌های سنگین‌تر، نظیر “دوتریوم” در ماگما باقی ماندند و در نهایت سرد شدند و به گوشته تبدیل گردیدند. این مدل جدید، گازهای نجیب موجود در عمق گوشته و نسبت دوتریوم هیدروژن پایین موجود در هسته را نسبت به پوسته و اقیانوس‌ها نشان می دهد.

نویسندگان از این مدل برای تخمین مقدار هیدروژن هر منبع استفاده نمودند. آنها نتیجه گرفتند که بیشتر هیدروژن از خرده سیارک‌ها به جای مانده است، اما برخی از آب‌های زمین از سحابی خورشیدی آمده‌ است. جون وو، استاد تحقیقات دانشکده علوم مولکولی و اکتشاف زمین‌شناسی فضایی دانشگاه ایالتی آریزونا و نویسنده اصلی این مطالعه گفت: «یکی از هر ۱۰۰ مولکول آب موجود در زمین، از یک یا دو سحابی خورشیدی آمده است.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Geophysical Research: Planets منتشر شده است.

ترجمه: سهیلا دوست پژوه/ سایت علمی بیگ بنگ

منبع: sciencedaily.com

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *