معمای منشأ آب روی کره زمین؛ اقیانوس‌ها و دریا‌ها از کجا آمده‌اند؟

در حالی که ۷۱ درصد از سطح سیاره زمین از آب تشکیل شده است، با این حال هیچ‌کس دقیق نمی‌داند که چگونه و چه زمانی این حجم عظیم آب به زمین رسیده است. اکنون دانشمندان در آمریکا در یک مطالعه جدید می‌گویند ممکن است به پاسخی برای این سوال رسیده باشند.

به گزارش یورونیوز، دانشمندان برای دریافتن منشأ وجود آب در کره زمین شهاب‌سنگ‌های ذوب شده‌ای را که از زمان شکل‌گیری منظومه شمسی در ۴ و نیم میلیارد سال پیش در فضا شناور بودند، مورد تجزیه و تحلیل قرار دادند. محققان دریافتند که این شهاب‌سنگ‌ها دارای محتوای بسیار کمی آب هستند و در واقع این اجرام آسمانی جزو خشک‌ترین مواد فرازمینی هستند که تاکنون در زمین یافت شده‌اند.

مگان نیوکامب، استادیار زمین‌شناسی در دانشگاه مریلند که هدایت این تحقیق را برعهده داشته است، می‌گوید: «ما می‌خواستیم بفهمیم که سیاره ما چگونه توانسته آب به دست بیاورد، چرا که وجود آب و داشتن اقیانوس‌های سطحی در سیاره‌ای کوچک و نسبتاً نزدیک به خورشید یک پدیده چالش‌برانگیز است.»

تیم محققان در پژوهش خود ۷ شهاب‌سنگ ذوب‌شده متعلق به گونه شهاب‌سنگ‌های «آکندریتی» را که میلیارد‌ها سال پس از جداشدن از سیاره‌شان به زمین برخورد کرده‌اند مورد مطالعه قرار دادند. آنان تصور می‌کنند شماری از این نمونه شهاب‌سنگ‌ها از بخش‌های درونی منظومه شمسی، جایی که زمین در آن قرار دارد و معمولاً فرض می‌شود شرایط گرم و خشک بوده است، آمده‌اند. نمونه‌های کمیاب‌تر دیگر، اما گمان می‌رود از بخش‌های بیرونی منظومه به زمین رسیده‌اند که به طور کلی ناحیه سردتر و یخی‌تر منظومه ما را تشکیل می‌دهند.

از آن‌جایی که این شهاب‌سنگ‌ها به تازگی روی زمین سقوط کرده‌اند، این برای اولین بار بود که دانشمندان میزان آب آن‌ها را اندازه‌گیری می‌کردند. در این تحقیق ابتدا از یک میکروکاوشگر الکترونی برای اندازه‌گیری سطوح منیزیم، آهن، کلسیم و سیلیکون آن‌ها استفاده شد و سپس دانشمندان در آزمایشگاه مؤسسه علوم زمین و سیارات کارنگی محتوای آب این اجرام را با دستگاه طیف‌سنجی جرمی یونی ثانوی اندازه‌گیری کردند.

کانل الکساندر، محقق در موسسه کارنگی و از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «چالش تجزیه و تحلیل آب در اجرام بسیار خشک این است که وجود کمترین میزان از آب زمینی روی سطح نمونه یا داخل ابزار اندازه‌گیری نتایج را مخدوش می‌کند.»

محققان برای کاهش این آلودگی آبی ابتدا نمونه‌های خود را در یک اجاق خلاء با دمای پایین پختند تا هرگونه آب سطحی را حذف کنند. سپس این نمونه‌ها را بیش از یک ماه زیر یک «توربو پمپ» (مکنده خلاء) قرار دادند تا سطح آب زمینی آن به اندازه کافی پایین بیاید.

سون نیلسن، زمین‌شناس در موسسه اقیانوس شناسی وودز هول و یکی از نویسندگان این مطالعه، می‌گوید: «به‌طور ضمنی فرض بر این بود که، چون اجرام از لایه بیرونی منظومه شمسی هستند، پس باید مقدار زیادی آب نیز داشته باشند. با این حال دیدیم که قطعاً اینطور نیست. بعد از ذوب شدن شهاب‌سنگ‌ها، هیچ آبی باقی نمی‌ماند.»

در واقع دانشمندان پس از مشاهده نتایج آزمایش نمونه‌های شهاب سنگ آکندریتی دریافتند که آب، کمتر از دو میلیونیوم جرم آن‌ها را تشکیل می‌دهد. در مقام مقایسه، مرطوب‌ترین شهاب‌سنگ‌ها (که به نام کندریت‌های کربنی شناخته می‌شوند) حاوی حدود ۲۰ درصد آب یا به عبارتی ۱۰۰ هزار برابر بیشتر از آب داخل نمونه شهاب‌سنگ‌های مورد مطالعه هستند.

یافته‌های جدید این این گمانه‌زنی را تقویت می‌کند که احتمالاً آب از طریق شهاب‌سنگ‌های ذوب‌نشده یا کندریتی به زمین رسیده باشد. فرضیه آورده شدن آب توسط شهاب‌سنگ‌ها فرضیه‌ای رایج در علم زمین‌شناسی به شمار می‌رود، با این حال هنوز مشخص نیست چه نوع اجرامی می‌توانسته‌اند آب را در سراسر منظومه شمسی با خود حمل کرده و به زمین آورده باشند.

پژوهشگران می‌گویند یافته‌های جدید به آنان اجازه می‌دهد شرایطی که زمین را به یک سیاره قابل سکونت تبدیل کرده بهتر درک کنند. این کشفیات همچنین می‌تواند پیامد‌های مهمی در زمینه جستجوی آب و حیات در سیارات فراخورشیدی دیگر به همراه داشته باشد.

نتایج تحقیقات تازه دانشمندان در نشریه علمی «نیچر» منتشر شده است.