صفحه اصلی / آموزش / عمومی (آموزشی) / منشأ آب کره زمین کجاست؟

منشأ آب کره زمین کجاست؟

کره زمین را با سایر سیارات بیرون و درون منظومه شمسی مقایسه کنید. اولین چیزی که توجه هر کسی را جلب می‌کند، حجم بالای آب بر روی کره زمین است. نزدیک به ۷۰ درصد سطح کره زمین از آب پوشیده شده است. سؤال اینجاست که منشأ آب کره زمین چیست؟ چرا تنها سیاره‌ی ما اینقدر آب دارد؟

این سؤال سالهاست که در مجامع علمی و در میان دانشمندان مطرح است. دو نظریه رایج در این مورد وجود دارد: نظر اول اینست که زمین از اول پیدایشش دارای آب بوده است. درست مانند سحابه‌هایی که دارای یخ هستند (این سحابی‌ها را پروتو-سولار می‌نامند). ممکن است سحابه‌ای (ترکیب گاز و خاک) که منظومه شمسی را به وجود آورده است هم دارای یخ بوده باشد.

نظریه دیگر اینست که اگر سحابی اولیه منظومه شمسی آب می‌داشته است، آن آب باید پس از تشکیل منظومه تبخیر شده باشد. بنابراین احتمالاً آب توسط شهاب سنگ‌ها به زمین آمده است. شهاب‌سنگ‌های حاوی آب را کربوناسیوس چوندریت (carbonaceous) می‌نامند.

با مطالعه‌ی نسبت دو ایزوتوپ‌ هیدروژن و یا سایر ورژن‌های هیدروژن با تعداد متفاوت نوترون، می‌توان منشأ آب کره زمین را ردگیری کرد. یکی از ایزوتوپ‌های هیدروژن دارای یک پروتون و دیگری دارای یک پروتون و یک نوترون است. ایزوتوپ دارای یک پروتون و یک نوترون را هیدروژن سنگین یا دوتریوم می‌نامند.

نسبت دوتریوم به هیدروژن در اقیانوس‌های زمین بسیار به نسبت آب موجود در شهاب‌ سنگ‌ها نزدیک است. شهاب‌سنگ‌ها علاوه بر آب دارای مقدار زیادی کربن و نیتروژن هم هستند. دانشمندان موفق شدند که در باقی‌مانده شهاب‌سنگ‌هایی که به زمین برخورد می‌کنند عقیق بیابند. عقیق برای تشکیل شدن نیاز به آب دارد. بنابراین وجود عقیق هم نشانه‌ای از آب ورودی از آسمان‌ها به زمین است.

این دو نشانه مؤید ورود آب به زمین توسط شهاب‌سنگ‌هاست. علاوه بر این، دوتریوم در بیرون از منظومه شمسی فراوان‌تر از هیدروژن است. بنابراین آب خارج از منظومه شمسی باید پر از دوتریوم باشد.

سیارات سنگی داخلی منظومه شمسی کمتر از قمرهای یخی مشتری ، زحل، اورانوس و نپتون آب دارند (نسبت به جرمشان). این نکته مؤید نظریه تبخیر شدن آب در سیارات داخلی منظومه شمسی است. در حالی که در سیارات دورتر آب تبخیر نشده است. اگر آب بر روی کره زمین تبخیر شده باشد، تنها راه جایگزین شدن آن از طریق شهاب سنگ‌هاست.

فضاپیمای DAWN ناسا شواهد بیشتری در زمینه منشأ آب کره زمین فراهم آورده است. این فضاپیما در سال ۲۰۰۷ به فضا فرستاده شد و بر روی Ceres و Vesta آب پیدا کرد. Ceres و Vesta بزرگترین اجرام در کمربند شهاب‌سنگی بین مریخ و مشتری است.

یافتن منشأ آب کره زمین پیچیده است
شاید تا به حال متقاعد شده‌اید که آب کره زمین توسط شهاب‌سنگ‌ها آورده شده است. برای اینکه این نظریه دست در بیاید، باید نسبت ایزوتوپ‌های هیدروژن آب در طی تاریخ زمین ثابت مانده باشد. لیدا هالیس (Lyda Hallis) یک زمین شناس در دانشگاه گلاسگو است. وی فکر می‌کند که هیدروژن موجود در شرایط اولیه زمین مقدار کمتری دوتریوم داشته است. این نسبت تغییر کرده است زیرا تابش خورشید هیدروژن و دوتریوم را تبخیر کرده است. چون هیدروژن سبک‌تر است زودتر از جو زمین خارج شده است. در نتیجه نسبت دوتریوم آب کره زمین افزایش یافته است.

هالیس و همکارانش نسبت ایزوتوپ‌های هیدروژن را در سنگ‌های قدیمی کانادا بررسی کردند. این سنگ‌ها جزو کهن‌ترین سنگ‌های کره زمین هستند. نسبت ایزوتوپ‌های موجود در آن سنگ‌های شباهت کمی به شهاب سنگ‌ها دارد و بسیار شبیه به آب حاصل از سحابی‌ها است. ولی نسبت ایزوتوپی در حال حاضر بسیار شبیه به شهاب سنگ‌هاست. بنابراین قطعا چیزی عوض شده است. این تحقیق در سال ۲۰۱۵ به چاپ رسید.

در سال‌های اخیر شبیه‌سازی‌ها و مدل‌سازی‌هایی انجام شده است که نشان می‌دهند کره زمین از ابتدا دارای آب بوده است و قدمت اقیانوس‌های زمین بیشتر از آن چیزی است که می‌پنداریم.

برخی از دانشمندان هم بیان کردند که منشأ آب کره زمین از زیر زمین است. در سال ۲۰۱۴، وندی پانرو (Wendy Panero) نظریه‌ای ارائه کرد که طبق آن زمین در ابتدای شکل‌گیری دارای یک اقیانوس آب در دل خود بوده است. بر اثر فرآیند تکتونیک صفحه‌ای، آب به روی زمین آمده و اقیانوس‌ها را تشکیل داده است. این نتیجه با بررسی سنگ لعل به دست آمده است. این سنگ می‌تواند با سنگ دیگری به نام ringwoodite تعامل کرده و آب را به سطح زمین برساند.

برای اینکه قضیه را پیچیده‌تر کنیم باید بگوییم که هیچ کدام از این نظریات متناقض یکدیگر نیستند. آب می‌تواند با شهاب‌سنگ‌ها به کره زمین وارد شده باشد. آب زیر زمینی هم می‌تواند به گسترش اقیانوس‌ها کمک کرده باشد. سؤال اینجاست که سهم هر کدام ازین منابع چقدر بوده است؟

منبع: livescience ، مجله تایم

درباره kingface

دیدگاهتان را بنویسید

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