آیا ممکن است آب موجود در زمین از خورشید آمده باشد

آب موجود در زمین از کجا آمده است؟ شاید دنباله دارها، سیارک ها و حتی سیاره های یخی مقداری از آن را آورده باشند. فرضیه های متفاوتی در این باره وجود دارد؛ آیا ممکن است آب موجود در زمین از خورشید آمده باشد؟

اقیانوس‌های زمین حاوی مقدار بسیار زیادی آب هستند. علاوه بر این مقدار بسیار عظیم، دریاچه‌ها، رودخانه‌ها، یخ‌ها، آب‌های زیرزمینی و بخار آب موجود در زمین نیز حاوی حجم زیادی از آب هستند تا آن جایی که تمام این آب حدود ۷۰ درصد از سطح زمین را پوشانده است.

در منظومه شمسی ما چند قمر وجود دارند که دارای اقیانوس های زیر سطحی هستند اما در میان سیارات، زمین منحصر به فرد است و به طور قطع بدون این حجم از آب، ما اینجا نبودیم و حیاتی در زمین یافت نمی شد. پس پیدایش منبع این آب رازی ماندگار در علم است.

زمین از قرص پیش سیاره ای تشکیل شده است. مواد باقی مانده پس از تبدیل شدن به یک ستاره، به دور آن می چرخند و تمام سیارات و قمرهای دیگر از همین مواد تشکیل شده اند. زمین نزدیک به خورشید شکل گرفت، جایی که دما نسبتاً بالاتر بود، بنابراین آب موجود در زمین همزمان با تشکیل سیاره به وجود نیامد.

۹۰ درصد جرم زمین را آهن، اکسیژن، سیلیکون، گوگرد و منیزیم تشکیل می دهد. اما دمای تراکم آب بسیار پایین‌تر از آن مواد است، بنابراین هر آبی موجود در آن زمان به راحتی تبخیر می شد. اما دورتر از خورشید، آب در سیارک‌های یخی، سیارات کوچک و دنباله‌دارها متراکم شد. به همین دلیل است که ایده یک منبع فرا سیاره ای برای آب موجود در زمین پابرجاست.

یک سری از شواهد نشان می دهد که پس از تشکیل سیارات، مشتری به سمت داخل و به سوی خورشید مهاجرت کرد و سیارک های یخی را از بیرون به منظومه شمسی داخلی فرستاد، جایی که برخی از آن ها به زمین برخورد کردند. پس از مدت زمان طولانی، آب توسط سیارک ها و دنباله دارها به زمین وارد شد.

با این حال، یک مشکل درباره این نظریه سیارکی وجود دارد. این ایده بر روی سیارک های نوع C مانند ۲۰۰۴ EW95 متمرکز است که حاوی مواد معدنی هیدراته است. تحقیقات تفاوت مشخصی را بین ترکیب ایزوتوپی آب در سیارک‌های نوع C و آب زمین نشان داده است. باید منبعی از آب وجود داشته باشد که از نظر ایزوتوپی با سیارک‌های نوع C متفاوت نباشد.

یک مقاله جدید نشان می دهد که مکانیسم دیگری وجود دارد که می تواند به توضیح منشا آب زمین کمک کند؛ خورشید و باد خورشیدی آن. عنوان مقاله جدید “کمک باد خورشیدی به اقیانوس های زمین” است. این مقاله در مجله Nature Astronomy منتشر شده است و اولین نویسنده آن دکتر لوک دالی از دانشکده علوم جغرافیایی و زمین در دانشگاه گلاسکو است.

این تحقیق نشان می دهد که باد خورشیدی آب را روی سطح دانه های ریز گرد و غبار ایجاد کرده است و این آب ایزوتوپی سبک تر، احتمالاً باقی مانده آب زمین را تامین می کند. این نتایج بر اساس نمونه‌هایی از سیارک Itokawa است.

ماموریت هایابوسا JAXA در سال ۲۰۱۰ نمونه‌هایی از سیارک نزدیک به ما یعنی Itokawa را به زمین بازگرداند. این نمونه‌ها نشان داد که Itokawa حاوی آب فراوان است. (این کشف این ایده را تقویت کرد که زمین آب خود را از سیارک ها گرفته است.) Itokawa یک سیارک از نوع S است، به این معنی که بسیار دورتر از خورشید و در مناطق سرد منظومه شمسی شکل گرفته است؛ جایی که آب در عوض بخار کردن، یخ می زند.

محققان نمونه های کوچک ایتوکاوا را با توموگرافی کاوشگر اتمی بررسی کردند. آن ها دریافتند که H+ (هیدرون یا یون های هیدروژن) در باد خورشیدی، مواد معدنی سیلیکات را در سطح سیارک تابش و مولکول های آب را ایجاد می کند.

این نتایج نشان می‌دهد که سنگ Itokawa می‌تواند حاوی ۲۰ میلیون مترمربع آب مشتق شده از باد خورشیدی باشد و احتمالاً چنین مخازن آبی در جهان‌های بدون هوا در سراسر کهکشان ما وجود دارند. این کشف کمک می کند تا توضیح دهیم که چگونه زمین تمام آب خود را به دست آورده است.

اگر محققین درست گفته باشند، ما تصویر بسیار کامل تری از زمین اولیه و چگونگی حفظ حیات آن داریم. آن ها می نویسند: “تولید این مخزن آب سبک ایزوتوپی با کاشت باد خورشیدی در سیلیکات های ریزدانه ممکن است فرآیند مهمی در اوایل منظومه شمسی بوده باشد که به طور بالقوه وسیله ای برای بازسازی نسبت های ایزوتوپ آب فعلی زمین است.”