بینش‌هایی تازه درباره ریشه آب‌های زمین

* دانشمندان دریافته‌اند که مواد آلی میان‌ستاره‌ای با گرم شدن می‌تواند ذخیره‌ی فراوانی آب پدید بیاورد، چیزی که نشان می‌دهد مواد آلی می‌توانند سرچشمه‌ی آب‌های زمین باشند.

یکی از رازهایی که هنوز پاسخ درستی برایش یافته نشده سرچشمه‌ی آب‌های زمین است. بر پایه‌ی پژوهش‌های فعال، دنباله‌دارهای یخی یا شهاب‌سنگ‌های دربردارنده‌ی سیلیکات‌های آبدار (hydrous) بودند که از بیرون از "مرز برف" آمده و آب را به زمین آوردند؛ مرز برف یا خط برف مرزی‌ست که فراتر از آن، یخ می‌تواند به دلیل دماهای پایین پدید بیاید مواد گریزا (فرّار) می‌توانند چگالیده شوند].

ماده‌ی آلی میان‌ستاره‌ای که در آزمایشگاه ساخته شده با گرم شدن، ریزقطره‌های آب و نفت پدید می‌آورد. این ماده در ۱۰۲ درجه‌ی سانتیگراد یکدست است. در ۳۵۰ درجه ریزقطره‌های آب به روشنی دیده می‌شوند. در ۴۰۰ درجه، نفت سیاره‌هم آشکارا پدید آمد.

ولی پژوهش‌های تازه‌تر شواهدی برخلاف نظریه‌ی ریشه‌ی دنباله‌داری به ما می‌دهند، گرچه هنوز نمی‌توانند جایگزین‌های پذیرفتنی‌ای برای سرچشمه‌ی آب‌های زمین معرفی کنند. دانشمند سیاره‌ای، آکیرا کوچی از دانشگاه هوکایدو می‌گوید: «تا به امروز، در مقایسه با یخ‌ها و سیلیکات‌ها توجه بسیار کمی به مواد آلی شده، حتی با وجود فراوانی این مواد درون مرز برف.»

در تازه‌ترین پژوهش، یک گروه از دانشمندان به رهبری آکیرا کوچی نشان داده‌اند که گرم کردن مواد آلی میان‌ستاره‌ای با دمای بالا می‌تواند انبوهی از آب و نفت پدید بیاورد. این نشان می‌دهد که آب می‌تواند درون مرز برف پدید بیاید، بدون هیچ کمکی از دنباله‌دارها یا شهاب‌سنگ‌هایی که از آن سوی مرز برف آمده‌اند.

این پژوهشگران در گام نخست با بهره از واکنش‌گرهای ناب شیمیایی (chemical reagents)، همسانِ مواد آلی در ابرهای مولکولی میان‌ستاره‌ای را در آزمایشگاه پدید آوردند. آنها برای ساختن این همسان به داده‌هایی تحلیلی از مواد آلی میان‌ستاره‌ای رجوع کردند که با تاباندن پرتوی فرابنفش بر آمیزه‌ای از آب (H2O)، مونوکسید کربن (CO)، و آمونیاک (NH3) پدید آمده بودند، فرآیندی که همانند فرآیند طبیعیِ است.

آنها سپس با گرم کردن این مواد آلی همسان در شرایط پرفشار در یک سلول سندان الماس، دمای آنها را از ۲۴ درجه‌ی سانتیگراد به ۴۰۰ درجه رساندند. این نمونه‌ی مواد تا ۱۰۰ درجه یکدست بود، ولی در ۲۰۰ درجه، به دو فاز (حالت) بخش شد. در دمای حدود ۳۵۰ درجه، پیدایش ریزقطره‌های آب آشکار شد و با افزایش دما، اندازه‌ی این ریزقطره‌ها هم بزرگ‌تر شد. دما به ۴۰۰ درجه که رسید، افزون بر آب، نفت سیاه هم پدید آمد.

دانشمندان همین آزمایش را با مقدار بیشتری مواد آلی هم انجام دادند که آن هم به آب و نفت سیاه رسید. بررسی آنها روی طیف‌های درآشامی (جذبی) نشان داد که جزء اصلیِ این فرآورده آب خالص است. افزون بر این، بررسی شیمیایی روی فرآورده‌ی نفت هم نشان‌دهنده‌ی ویژگی‌هایی همانند ویژگی‌های نفت خام معمول در زیر زمین بود.

آکیرا کوچی می‌گوید: «یافته‌های ما نشان می‌دهند که مواد آلی میان‌ستاره‌ای درون مرز برف توان این را دارند که سرچشمه‌ی آب روی زمین باشند. افزون بر این، شکل‌گیری نفت غیرزیستی (غیرزنده) که دیدیم نشانگر اینست که نفت در زمینِ باستان سرچشمه‌هایی گسترده‌تر از آنچه فکر می‌کردیم داشته است.»

وی می‌افزاید: «بررسی‌های آینده روی مواد آلی در نمونه‌های خاک و سنگی که کاوشگر هایابوسا۲ی ژاپن اواخر امسال از سیارک ریوگو خواهد آورد باید بر شناخت ما از ریشه‌ی آب‌های زمین بیافزاید.»

گزارش این دانشمندان در نشریه‌ی ساینتیفیک ریپورتز منتشر شده است.

-------------------------------------------

تلگرام و توییتر یک ستاره در هفت آسمان:

telegram.me/onestar_in_sevenskies

twitter.com/1star_7sky

واژه نامه:

organic matter - water - planet - earth - comet - meteorite - hydrous silicate - snow line - Akira Kouchi - Hokkaido University - Scientific Reports - oil - molecular cloud - chemical reagent - UV - H2O - CO - NH3 - crude oil - abiotic oil - petroleum - asteroid - Ryugu - Japan - Hayabusa2

منبع: نیوساینتیست

برگردان: یک ستاره در هفت آسمان