یافته هیجان‌انگیز دانشمندان درباره منشأ آب زمین

فرارو: زمانی که کره زمین هنوز در حال پیدایش بود، ظاهرا آب بر روی آن وجود داشت، اما برای دانشمندان این سوال همیشه مطرح بود که این آب از کجا آمده است؟ در چند سال گذشته تحقیقات گسترده‌ای در این خصوص شکل گرفت که در نهایت با بررسی برخی از قدیمی‌ترین شهاب سنگ‌های موجود، این فرضیه مطرح شد که آب از طریق این اجرام آسمانی به زمین رسیده است. این فرضیه برای مدتی محتمل‌ترین پاسخ برای منشأ آب کره زمین بود تا اینکه دانشمندان فرانسوی طی یک تحقیق منحصر بفرد به نتایج دیگری رسیدند.

مدتهاست که دانشمندان بر این باور هستند که آب از فضا به زمین آمده است و این فرآیند در همان زمان تشکیل سیاره ما رخ داده است. قبل از تشکیل زمین، توده‌ی بزرگی از گاز و گرد و غباربه دور خورشید جوان گردش می‌کرد که «دیسک پیش‌سیاره‌ای» نام دارد. ذرات درون دیسک، به تدریج توده‌ای بزرگ و بزرگ‌تر را شکل دادند که سرانجام به «خرده سیارات» و بعدا به سیاراتی مانند کره زمین بدل شدند. به عبارت دیگر، در طی این فرآیند تعداد بی شماری از اجرام آسمانی به سیاره در حال تشکیل زمین برخورد کردند که به بارور برخی دانشمندان حامل آب نیز بودند.

پژوهشگران با بررسی ترکیب ایزوتوپ‌های هیدروژن موجود در ۵ شهاب سنگ سیاره‌ای باستانی به نام «وستا» به این نتیجه رسیده بودند. وستا سیارکی بود که حدود ۶ /۴ میلیارد سال پیش درست در همان جایی که کره زمین به وجود آمد، قرار داشته است. پژوهشگران تناسب ایزوتوپی هیدروژن عادی با هیدروژن سنگین یا دوتریوم (آب سنگین) را هم در این ۵ شهاب‌سنگ، هم در شهاب‌سنگ‌های بزرگ اولیه (Chondrites) که متعلق به فاز اولیه پیدایش کهکشان بوده‌اند و هم در آب معمولی بر روی کره زمین بررسی کردند. آن‌ها به این نتیجه رسیدند که بین این سه مورد تشابه وجود دارد. به نظر می‌رسد که کره زمین و همچنین شهاب‌سنگ‌ها آب خود را از شهاب‌سنگ‌های قدیمی گرفته‌اند.

اگرچه این فرضه‌ای جالب توجه برای منشأ آب کره زمین بود، ولی این دانشمندان هنوز به قطعیت نمی‌توانستند ثابت کنند که آب زمین از سیاره وستا آمده، اما همچنان تأکید می‌کردند که یک جرم کیهانی مشابه وستا به لحاظ قدمت و ترکیب ممکن است موجب این رویداد شده باشد. اندکی بعد این تصور نیز بیشتر رنگ باخت و نمونه برداری‌های جدید فضاپیمای رُزتا از یک دنباله دار نیز تأیید کرد که حداکثر تا ۱۰ درصد آب زمین می‌توانسته از یک ستاره دنباله‌دار سرچشمه گرفته باشد.

اکنون محققانی از مرکز ملی پژوهش‌های علمی فرانسه CNRS، دانشگاه پاریس-ساکلی، کمیسیون انرژی‌های جایگزین و انرژی اتمی فرانسه (CEA) و دانشگاه پاو UPPA، با حمایت موزه ملی تاریخ طبیعی فرانسه (MNHN)، دنباله ترکیب ایزوتوپی آب را تا ابتدای منظومه شمسی، در نواحی داخلی که زمین و سایر سیارات زمینی در آن شکل گرفته اند، دنبال کرده اند. آن‌ها این کار را با تجزیه و تحلیل یکی از قدیمی‌ترین شهاب‌سنگ‌های منظومه شمسی، با استفاده از روشی نوآورانه که فقط برای مطالعه آن‌ها ایجاد شده بود، انجام دادند. با استفاده از این شهاب سنگ، دانشمندان توانستند داده‌های آن را برای اولین بار به طور مستقیم اندازه گیری کنند.

داده‌های آن‌ها نشان می‌دهد که دو مخزن گاز در طول ۲۰۰۰۰۰ سال اول منظومه شمسی ما وجود داشته است، یعنی حتی قبل از تشکیل اولین جنین‌های سیاره ای. یکی از این مخازن شامل گاز خورشیدی بود که تمام مواد منظومه شمسی ما از آن سرچشمه می‌گرفت. دومین مخزن گاز با بخار آب غنی شده بود که قبلاً علائم ایزوتوپی آب زمینی را آشکار ساخته بود که در اثر هجوم عظیم آب بین ستاره‌ای در نواحی داغ داخلی منظومه شمسی، پس از فروپاشی پوشش بین ستاره‌ای و تشکیل دیسک پیش سیاره‌ای ایجاد شد.

وجود اولیه این گاز با ترکیب ایزوتوپی مشابه زمین نشان می‌دهد که آب زمین قبل از تجمع اولین بلوک‌های تشکیل دهنده سیاره ما، در آنجا وجود داشته است. این بدان معناست آبی که بعد‌ها آب سیاره ما را تشکیل داد، حتی پیش از تشکیل زمین در همان اطراف وجود داشت و در همان فرآیند تشکیل سیاره بدان راه یافت؛ بنابراین آبی که از طریق شهاب سنگ‌ها یا دنباله دار‌ها به زمین رسیده است نباید چندان قابل اعتنا باشد و به نظر می‌رسد که زمین از همان ابتدای تشکیل خود، آب را نیز به همراه داشته است. نتایج این یافته‌ها در نشریه معتبر Nature Astronomy منتشر شده است.