نظرية جديدة تفسر كيفية وصول المياه إلى الأرض

توصل فريق من الباحثين مؤخرا إلى نظرية جديدة قد تفسر كيف وصلت المياه إلى الأرض بعد تشكل الكوكب.

في بداية تكوين الأرض، كانت درجة حرارتها مرتفعة جدا لدرجة أنها لم تتمكن من الاحتفاظ بالجليد، ما يعني أن المياه على كوكبنا يجب أن تكون قد نشأت من مصادر خارج الأرض. وتشير الدراسات الحديثة إلى أن المياه السائلة كانت موجودة على الأرض بعد نحو 100 مليون سنة من تشكيل الشمس، وهو ما يعد علميا "على الفور" (أو فوريا) في المقياس الزمني الفلكي.

ولسنوات، كان علماء الفيزياء الفلكية في جدل حول كيفية وصول المياه إلى الأرض. وتقول إحدى الفرضيات القديمة إن المياه قد تكون نتاجا لتكوين الأرض نفسها، حيث أُطلقت عبر الصهارة خلال الانفجارات البركانية، وكان معظم الغاز المنبعث هو بخار الماء.

ومع مرور الوقت، تطورت هذه الفرضية لتأخذ بعين الاعتبار المذنبات الجليدية كسبب محتمل للمياه على الأرض، بعدما أظهرت دراسات تركيب المياه على كوكبنا أن مصدرها ربما كان من خارج الأرض.

وتعتبر المذنبات، التي تتكون من خليط من الجليد والصخور وتشكلت في المناطق البعيدة عن الشمس، المصدر المحتمل. وبالإضافة إلى ذلك، اقترح بعض العلماء أن الكويكبات في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري قد تكون قد أسهمت في إمداد الأرض بالمياه أيضا.

ومن خلال دراسة الصخور التي جُمعت من المذنبات والكويكبات عبر النيازك التي سقطت على الأرض، تمكّن الباحثون من تقديم رؤى جديدة. فبينما حللوا نسب الهيدروجين الثقيل (الديوتيريوم) إلى الهيدروجين العادي، تبين أن المياه على الأرض تتطابق بشكل أكبر مع المياه الموجودة في الكويكبات الكربونية، التي تحتوي على آثار قديمة للمياه.

وركز الباحثون على دراسة آليات فلكية قد تكون قد نقلت هذه الكويكبات الغنية بالمياه إلى سطح الأرض في بداية تكوينها. وقد ظهرت عدة نظريات تفسر هذه الحركة، مشيرة إلى أن التفاعلات الجاذبية بين الكواكب الصغيرة ربما أدت إلى دفع هذه الكويكبات بسرعة نحو الأرض.

إقرأ المزيد

العلماء يحددون متى ظهرت المياه على كوكب الأرض

ولكن بدلا من أن يكون هذا الحدث دراماتيكيا، افترض الباحثون أن نقل المياه إلى الأرض كان قد حدث بطريقة أكثر طبيعية، مع اعتبار أن الكويكبات كانت جليدية عند تكوينها في "الشرنقة الكوكبية الأولية"، وهي قرص ضخم غني بالهيدروجين والغبار يحيط بالنظام الشمسي الناشئ. ومع مرور الوقت، ارتفعت درجة حرارة الكويكبات بسبب تأثيرات الشمس، ما أدى إلى ذوبان الجليد وتحوله إلى بخار ماء في الفضاء.

ونتج عن هذه العملية تكوّن قرص من بخار الماء حول حزام الكويكبات. ومع تشتت هذا البخار نحو الشمس، اصطدم بالكواكب الداخلية مثل الأرض، ما أدى إلى "سقايتها" بهذا البخار.

وعندما امتصت الأرض المياه، بدأت العمليات الطبيعية مثل التكثف والتبخر، ما أدى إلى تشكيل المحيطات والأنهار، وبدء دورة المياه المستمرة التي ما زالت تحدث حتى اليوم.

ومن خلال النموذج الجديد، تمكن الباحثون من حساب كمية المياه التي كانت ضرورية لتكوين المحيطات والأنهار على الأرض.

وأظهرت البيانات الحديثة من بعثات مثل "هايابوسا 2" و"أوزيريس ريكس"، التي استكشفت الكويكبات المشابهة لتلك التي ساهمت في تكوين قرص بخار الماء الأولي، دعما إضافيا لهذه الفرضية.

وتتضمن الخطوة التالية استخدام المحاكاة الرقمية لدراسة عملية إزالة الغازات من الجليد، وتشتت بخار الماء، وكيف تم التقاطه من قبل الكواكب.

التقرير من إعداد كوينتين كرال، عالم الفيزياء الفلكية في مرصد باريس - PSL، جامعة السوربون، جامعة باريس سيتي.

المصدر: إندبندنت