دانشمندان نظریه‌ی جدیدی برای منشأ شکل‌گیری آب در زمین ارائه کردند
نتایج یک پژوهش تازه نشان می‌دهد که آب موجود در سیاره‌ی زمین ناشی از برخورد یک شهاب‌سنگ یا سیارک نیست بلکه منشأ آن احتمالا در زمان شکل‌گیری زمین وجود داشته است.
در این مطالعه که توسط مرکز تحقیقات پتروگرافی و ژئوشیمیایی فرانسه (Centre de Recherches Petrographiques et Geochimiques) انجام شده، یک مدل شهاب‌سنگ به نام «کندریت انستاتیت» (Enstatite Chondrite) که با عنوان کندریت نوع E نیز شناخته می‌شود، برای یافتن نشانه‌های هیدروژن بررسی شده است. کندریت‌ها شهاب‌سنگ‌هایی هستند که به همان صورتی که از بدنه‌ی اصلی جدا شده‌اند، بدون اثر پذیرفتن از عواملی مانند ذوب شدن یا جداسازی وجود دارند.
پژوهشگران دریافتند این نوع سنگ فضایی که از مواد کشف شده در بخش داخلی منظومه‌ی شمسی (کمربند سیارکی و سیارات سنگی) تشکیل شده، دارای میزان کافی هیدروژن برای شکل دادن حداقل سه برابر آب‌های موجود در اقیانوس‌های کره‌ی زمین و حتی بیشتر است.
این سنگ که از ماده‌ای مشابه زمین ساخته شده، بدون تحول باقی مانده و نشان می‌دهد که هنگام تشکیل زمین در ۴٫۵ میلیارد سال پیش هم وجود چنین موادی در ساختار زمین می‌تواند باعث شکل‌گیری آب‌های امروزی شده باشد. این برخلاف نظریه‌ی قبلی است که آب موجود را ناشی از ورود شهاب‌سنگ و سنگ‌های فضایی از فواصل دوردست به زمین می‌دانست.
«لوریت پیانی» (Laurette Piani) نویسنده‌ی این پژوهش بیان داشت: «کشف ما نشان می‌دهد که ساختار مواد معدنی موجود در زمین می‌توانسته در شکل‌گیری آب بر روی سیاره نقش داشته باشد. در زمان شکل‌گیری سیارات سنگی، مواد حامل هیدروژن در فضای داخلی منظومه‌ی شمسی وجود داشته است. اگرچه دما برای تشکیل آب مایع بسیار بالا بوده است.»
بلوک‌های ساختاری زمین اغلب خشک به نظر می‌رسد و به همین دلیل نظریه‌های قبلی منبع خارجی را عامل وجود آب در کره‌ی زمین می‌دانستند.
پیش از این تصور می‌شد اجرام فرازمینی مانند سیاک‌ها منشأ آب در زمین هستند
Credit: Shutterstock/Vadim Sadovski
«لیونل واچر» (Lionel Vacher) از دانشگاه واشنگتن، در این زمینه گفت: «جالب‌ترین بخش برای من این است که این نوع شهاب‌سنگ که تصور می‌شد تقریبا خشک است، دارای مقدار زیادی آب است.»
او تعدادی از کندریت‌های نوع E را برای مطالعه‌ی خود و تجزیه‌وتحلیل آب موجود در آن انتخاب کرده و اکنون مشغول مطالعه‌ی ساختار آب در دیگر انواع شهاب‌سنگ موجود در زمین است.
کندریت‌های انستاتیت، نادر هستند و تنها حدود ۲ درصد از شهاب‌سنگ‌های شناخته شده در زمین را تشکیل می‌دهند؛ اما شباهت ایزوتوپی آن‌ها با زمین باعث می‌شود که برای پژوهشگران در زمینهی منشأ سیاره‌ی ما و ساختار اولیه‌ی منظومه‌ی شمسی، متقاعدکننده باشد.
این شهاب‌سنگ‌ها دارای ایزوتوپ‌های اکسیژن، تیتانیوم و کلسیم مشابه زمین هستند و پژوهش انجام شده نشان داد که ایزوتوپ‌های هیدروژن و نیتروژن آن‌ها نیز شبیه زمین است. گفتنی است در مطالعه‌ی مواد فرازمینی، از فراوانی ایزوتوپ‌های یک عنصر به‌عنوان یک مشخصه استفاده می‌شود تا منشأ عنصر تشخیص داده شود.
واچر در این زمینه افزود: «اگر کندریت‌های انستاتیت به طور مؤثر بلوک‌های ساختاری سیاره‌ی ما بودند، که شباهت ایزوتوپی آن‌ها چنین چیزی را نشان می‌دهد، طبق نتیجهگیری ما، آن‌ها از تشکیل آب بر روی زمین پشتیبانی کرده‌اند و منشأ آب‌های زمین را توضیح می‌دهند. این شگفت‌آور است!»
منشأ آب اقیانوس‌ها می‌تواند ساختار سیاره‌ی زمین باشد
Credit: Digital Vision/Thinkstock
این مقاله که در ژورنال Science چاپ شده، نشان می‌دهد که مقدار زیاد نیتروژن موجود در جو هم می‌تواند ناشی از کنتریت‌های انستاتیت باشد.
لوریت پیانی گفت: «تنها چند نمونه کندریت انستاتیت کاملا دست نخورده وجود دارد، آن‌هایی که نه در سیارک خود و نه در زمین تغییر نکرده‌اند. ما در این مطالعه، شهاب‌سنگ‌ها را به دقت انتخاب و از یک روش تحلیلی ویژه برای جلوگیری از ورود هر گونه آب‌های زمینی به آن‌ها استفاده کردیم.»
به‌کارگیری دو روش تحلیلی شامل طیف‌سنجی جرمی معمولی و طیف‌سنجی جرمی یون ثانویه (SIMS) به پژوهشگران این امکان را داد تا محتوا و ترکیب مقدار بسیار اندک آب در شهاب‌سنگ‌ها را اندازه‌گیری کنند.
به گفته‌ی نویسندگان این مقاله، تا پیش از این معمولا فرض می‌شد که این نوع کندریت‌ها در نزدیکی خورشید شکل گرفته‌اند بنابراین معمولا خشک در نظر گرفته می‌شدند و این موضوع مانع از هر گونه تحلیل جامع برای هیدروژن موجود در آن‌ها می‌شد. اما اکنون این مواد یکی از عوامل اصلی در شکل‌گیری اقیانوس‌های وسیع زمین شناخته می‌شوند. باید دید مطالعات آینده در این زمینه، به چه نتایجی در زمینهی شکل‌گیری سیاره‌ی آبی دست می‌یابند.
عکس کاور: کره‌ی زمین، سیاره‌ی آبی
Credit: Stocktrek Images/Getty Images
