هل تساءلت يومًا من أين أتت كل تلك المياه المتدفقة من شلالات نياجرا؟
يحيط بنا الماء ، يتساقط من السماء ، يندفع إلى مجاري الأنهار ، ويتدفق من الحنفيات ، ومع ذلك لم يتوقف الكثير منا عن السؤال من أين يأتي. الجواب معقد ، يمتد إلى ما وراء المد والجزر القادم أو السحب المليئة بالمطر والعودة إلى نشأة الكون.
بعد فترة وجيزة من الانفجار العظيم ، اندفعت البروتونات والنيوترونات والإلكترونات في حرارة تصل إلى 10 مليارات درجة [المصدر: وكالة ناسا]. في غضون دقائق ، تكوَّن الهيدروجين ثم الهيليوم ، المعروفان باسم العناصر الأخف ، من كتل البناء الذرية هذه في عملية تسمى التخليق النووي . ولم تظهر العناصر الأثقل إلا بعد ذلك بوقت طويل ، عندما خضعت العناصر الأخف للانصهار داخل النجوم وأثناء المستعرات الأعظمية. بمرور الوقت ، أرسلت النجوم موجة بعد موجة من هذه العناصر الثقيلة ، بما في ذلك الأكسجين ، إلى الفضاء حيث اختلطت مع العناصر الأخف.
بطبيعة الحال ، فإن تكوين جزيئات الهيدروجين والأكسجين والتكوين اللاحق للماء هما شيئان مختلفان. هذا لأنه حتى عندما تختلط جزيئات الهيدروجين والأكسجين ، فإنها لا تزال بحاجة إلى شرارة من الطاقة لتكوين الماء. هذه العملية عنيفة ، وحتى الآن لم يجد أحد طريقة لتكوين المياه بأمان على الأرض.
إذن كيف أصبح كوكبنا مغطى بالمحيطات والبحيرات والأنهار؟ الجواب البسيط هو أننا ما زلنا لا نعرف ، ولكن لدينا أفكار. ينص أحد الاقتراحات على أنه منذ ما يقرب من 4 مليارات سنة ، اصطدمت ملايين من الكويكبات والمذنبات بسطح الأرض. نظرة سريعة على سطح القمر المليء بالحفر يعطينا فكرة عما كانت عليه الظروف. يذهب الاقتراح إلى أن هذه لم تكن صخورًا عادية بل كانت مكافئة للإسفنج الكوني ، محملة بالماء الذي تم إطلاقه عند الاصطدام.
بينما أكد علماء الفلك أن الكويكبات والمذنبات تحتفظ بالماء ، يعتقد بعض العلماء أن النظرية لا تفعل ذلك. إنهم يتساءلون عما إذا كان من الممكن حدوث تصادمات كافية لحساب كل المياه في محيطات الأرض. أيضًا ، وجد باحثون من معهد كاليفورنيا للتكنولوجيا أن الماء من المذنب هيل بوب يحتوي على كمية أكبر من الماء الثقيل (المعروف أيضًا باسم HDO ، مع ذرة هيدروجين واحدة وذرة ديوتيريوم واحدة وذرة أكسجين واحدة) من محيطات الأرض ، وهذا يعني إما المذنبات والكويكبات. التي ضربت الأرض كانت مختلفة تمامًا عن Hale-Bopp ، أو حصلت الأرض على مياهها العادية (المعروفة أيضًا باسم H20 ، ذرتان من الهيدروجين وذرة أكسجين واحدة) بطريقة أخرى.
في الآونة الأخيرة ، ربما كشف علماء الفلك أن الأول قد يكون صحيحًا. باستخدام الملاحظات من مرصد الستراتوسفير لعلم الفلك بالأشعة تحت الحمراء (SOFIA) - طائرة 747 محولة تطير على ارتفاعات عالية مع تلسكوب يعمل بالأشعة تحت الحمراء بطول 2.7 متر (106 بوصة) يخرج من قسم الذيل - وجدوا أنه عندما اقترب المذنب Wirtanen من أقرب نقطة له مع الأرض في ديسمبر 2018 ، كانت تنفث بخار الماء "الشبيه بالمحيط" إلى الفضاء.
ينتمي Wirtanen إلى عائلة محددة من المذنبات تسمى "المذنبات مفرطة النشاط" التي تنفث بخار الماء في الفضاء أكثر من غيرها. استنتج الباحثون ذلك من خلال مقارنة نسبة H2O و HDO المرصودة. محيطات الأرض لها نسبة D / H محددة جدًا (نسبة الديوتيريوم / الهيدروجين) ، ويبدو أن Wirtanen تشترك في نفس النسبة. نظرًا لأن مراقبة الأطوال الموجية للأشعة تحت الحمراء من الأرض أمر مستحيل (يحجب الغلاف الجوي للأرض هذه الأطوال الموجية) ، يمكن فقط للتلسكوبات الفضائية و SOFIA (التي تطير فوق معظم الغلاف الجوي) إجراء ملاحظات موثوقة للمذنبات.
ينص اقتراح آخر على أن الأرض الفتية تعرضت للقصف بالأكسجين وعناصر ثقيلة أخرى تنتج داخل الشمس. يتحد الأكسجين مع الهيدروجين والغازات الأخرى المنبعثة من الأرض في عملية تُعرف باسم إزالة الغازات ، وتشكل محيطات الأرض والغلاف الجوي على طول الطريق.
ابتكر فريق من العلماء من معهد طوكيو للتكنولوجيا الياباني نظرية أخرى ، والتي تنص على أن طبقة سميكة من الهيدروجين قد تكون غطت سطح الأرض ذات مرة ، وتفاعلت في النهاية مع أكاسيد القشرة لتشكيل محيطات كوكبنا.
أخيرًا ، اقترحت عمليات المحاكاة الحاسوبية التي تم الإبلاغ عنها في عام 2017 أصلًا أقرب لبعض المياه على الأقل على كوكبنا. الفكرة هي أن الماء يمكن أن يتطور في أعماق وشاح الأرض ويهرب في النهاية عن طريق الزلازل.
وهكذا ، بينما لا يمكننا أن نقول على وجه اليقين كيف وصل الماء إلى الأرض ، يمكننا القول إننا محظوظون.
المصدر