منشأ آب روی زمین چیست؟

منابع آب در زمین، به ‌خاطر توانایی‌ای که در حفظ حیات دارند، بسیار مهم‌اند؛ اما این آب از کجا آمده است؟ آیا در زمان شکل‌گیریِ زمین وجود داشته؟ یا بعدا توسط شهاب‌سنگ‌ها یا دنباله‌دارها به زمین آمده است؟

به گزارش بیگ بنگ، صحبت در مورد منشأ آب زمین بحثی دیرینه است. بتازگی محققان آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور(LLNL) بیان داشتند که پاسخ این معما را یافته‌اند. آنها با بررسی سنگ‌های ماه به این نتیجه رسیدند که زمین با آب متولد شده است.

از آنجایی که در اوایل شکل‌گیری منظومه شمسی جرمی بزرگ به زمین برخورد کرد و منظومه زمین- ماه را ایجاد کرد، تاریخچۀ ماه و زمین بسیار به هم مرتبط است. همچنین “ماه” فاقد تکتونیک صفحه و هوازدگی است، بنابراین مکانی ایده‌آل برای پیدا کردن سرنخ‌هایی از تاریخچه آب در زمین است.( تکتونیک صفحه و هوازدگی فرآیندهایی هستند که شواهد روی زمین را پاک یا مبهم می‌کنند)

نزدیک به ۷۰ درصد سطح زمین پوشیده از آب است. با این حال سیارۀ ما در مقایسه با بسیاری از اجرام در منظومه شمسی، مکانی نسبتا خشک محسوب می‌شود. و ماه حتی از زمین هم خشک‌تر است. خرد متعارف می‌گوید فقدان عناصر فرّار (مانند آب) روی زمین و به‌ ویژه ماه، به خاطر این تاثیرِ شدید بوده که باعث کاهش عناصر فرار شد.

محققان در این پژوهش با نگاهی به ساختار ایزوتوپی سنگ‌های ماه، پی بردند جرمی که منظومه زمین- ماه را شکل داده نیز دخیل است و میزان بسیار کمی عناصر فرّار داشته. دانشمندان با بررسی عنصر استرانسیوم ۸۷ میزان فرّاریتِ طولانی‌مدت ماه را بدست آوردند. این یعنی بخشی از آب توسط سیاره‌ تئا که به زمین برخورد کرد و ماه را شکل داد به زمین منتقل شد، یا بخشی از آب در عناصر داخلی زمین در هنگام تولد وجود داشته است.

نظریه اصلی در مورد پیدایش ماه این است که حدود ۴.۵ میلیارد سال پیش، سیاره‌ای به اندازه مریخ که تئا نام دارد با زمین برخورد کرد و بقایای حاصل از تشکیل زمین و جسمی که با سیاره‌ی ما برخورد کرد، منجر به تشکیل ماه شد.

main a planetImpact full

“گرگ برنکا” کیهان‌شناس و یکی از نویسندگان این مقاله گفت: «زمین یا با آبی که دارد متولد شده، یا چیزی که اساسا H_۲O خالص بوده و چیزهای دیگری در آن نبوده، با زمین برخورد کرده و آب روی زمین را پدید آورده است. این تحقیق، شهاب‌سنگ‌ها یا سیارک‌ها را به عنوان منابع احتمالی آب روی زمین حذف می‌کند و به شدت روی گزینۀ «زمین متولدشده با آب» تأکید می‌کند.»

این تحقیق، علاوه بر محدود کردن منشأ احتمالی آب روی زمین، نشان می‌دهد اجرام بزرگی که با هم برخورد کرده‌اند هر دو باید از داخل منظومه شمسی بوده باشند و این رویداد نمی‌توانسته قبل از ۴.۴۵ میلیارد سال قبل رخ داده باشد؛ که این، بازۀ شکل‌گیری ماه را کاهش داده است.

“لارس بورگ”، نویسنده اصلی این مقاله، می‌گوید: «احتمالا فقط چند نوع مواد وجود داشته که با هم ترکیب شدند و زمین و ماه را شکل دادند. زمین و ماه، عجیب‌ و غریب نبودند؛ زمین و ماه احتمالا در منطقۀ مشابهی از منظومه شمسی شکل گرفتند و اتفاقا کمی بیش از صد میلیون سال پس از تولد خورشید با یکدیگر برخورد کردند. و این برای تشکیل و حفظ حیات بسیار مفید بود.» جزئیات بیشتر این پژوهش در نشریۀ Proceedings of the National Academy of Sciences منتشر شده است.