روایتی تازه از منشاء آب‌های زمین

از آنجا که دنباله‌دارها کوه‌های یخی ـ سنگی سرگردانی هستند که در مدارهای بیضوی یا سهموی بسیار کشیده در حال گردش به دور خورشید هستند، برخورد چنین اجرام پرآبی با زمین می‌توانسته به تبخیر آب آنها در لحظه برخورد و انباشت بخار آب در جو زمین انجامیده باشد. اگر این موضوع را در یک بازه زمانی 300 میلیون ساله در نظر بگیریم، آن‌گاه متوجه می‌شویم چنین فرضیه‌ای چندان هم پربیراه نمی‌تواند باشد؛ بویژه وقتی شواهد تجربی نیز این موضوع را تائید می‌کنند.

داده‌های ماموریت رزتا از آب در‌ دنباله‌دارها

اما حالا تحلیل نتایج به ‌دست ‌آمده از داده‌های ماموریت رزتا چیز دیگری می‌گوید. داده‌های فضاپیمای رزتا که چند ماهی است در حال گردش به دور دنباله‌دار 67 پی‌‌‌/‌‌‌ چریوموف ـ گرازمنکو است نشان می‌دهد آب موجود در یخ‌های تشکیل‌دهنده این دنباله‌دار با آب موجود در زمین تفاوت‌هایی دارد. این نتایج با استفاده از ابزاری به نام رزینا انجام شده که مجهز به دو طیف سنج است که گازهای برآمده از سطح دنباله‌دار را تحلیل می‌کنند و گویی بو می‌کشند. چیزی که رزتا در مورد آب تشکیل‌دهنده دنباله‌دار 67 پی نشان می‌دهد این است که آب سنگین زیادی در این دنباله‌دار در مقایسه با زمین وجود دارد. در آب‌های موجود در زمین تقریبا کل آب از اتم‌های هیدروژن و اکسیژن تشکیل شده است و در موارد معدود به جای هیدروژن دوتریوم مشاهده می‌شود؛ به این ترتیب که مثلا در هر ده هزار مولکول آب، در سه مورد به جای اتم هیدروژن، اتم دوتریوم به چشم می‌خورد که در این حالت خواص آب تغییری نمی‌کند، اما جرم آن کمی بیشتر می‌شود. این در حالی است که در آب موجود در دنباله‌دار 67 پی، اتم دوتریوم با فراوانی بیشتری دیده می‌شود و در نتیجه آب سنگین‌تری نسبت به زمین دارد؛ به گونه‌ای که این آب، سنگین‌ترین آبی است که تا امروز در منظومه شمسی دیده شده است. ‌سنگینی این آب سه برابر سنگینی آب زمین است، بنابراین واضح است این نوع دنباله‌دار قاعدتا نمی‌توانسته منشأ آمدن این مقدار عظیم آب به زمین باشد و برای پاسخ به این سوال باید به دنبال عوامل دیگری گشت.

پس منشا آب در سیاره ما از کجاست؟

یکی از نظریات مهمی که حدود دو سال پیش در مورد پیدایش آب در زمین مطرح شده بود به این موضوع اشاره داشت که درست است که دنباله‌دارها در آمدن آب به زمین نقش داشته‌اند، اما در این بین نقش ریز شهابسنگ‌ها از دنباله‌دارها پررنگ‌تر بوده است. به این ترتیب که در دوران بمباران سنگین هر روز هزاران تن ریز شهابسنگ در ابعاد میکرونی با جو زمین برخورد می‌کردند و می‌سوختند و از بین می‌رفتند و از رهگذر این برخورد، مقادیر اندکی از آب موجود در این شهابسنگ‌ها به صورت بخار آب وارد جو زمین می‌شد. چون حجم برخورد ریزشهابسنگ‌ها در طول میلیون‌ها سال زیاد بود در نتیجه برآیند کلی ناشی از ورود مقادیر ناچیز آب از هر ریز شهابسنگ در مجموع حجم وسیعی از آب‌ها در سطح زمین را به وجود آورده است.

اما حالا که ضربه جدی به نظریه پیدایش آب در زمین وارد آمده است، به نظر می‌رسد باید نامزد جدیدی هم به عوامل پدیدآورنده آب در زمین اضافه کنیم: پژوهشگران ماموریت رزتا در مقاله خود که در نشریه ساینس منتشر شده اشاره کرده‌اند آب با سیارک‌های برخوردکننده به زمین وارد سیاره ما شده است. با این‌حال سایر دانشمندان معتقدند داده‌‌های خیلی بیشتری برای کمرنگ‌کردن نقش دنباله‌دارها به عنوان اصلی‌ترین متهم‌آورنده آب به زمین مورد نیاز است.

سیارک‌ها، اجرامی سنگی و بسیار فشرده‌تر از دنباله‌دارها هستند که عمدتا در محدوده بین مدار سیاره مریخ و سیاره مشتری در حال گردش به دور خورشید هستند. پیشتر دانشمندان با مطالعه شهاب‌هایی که از سیارک‌ها جدا شده بودند و به صورت اتفاقی به جو زمین وارد و بقایای آنها در زمین پیدا شده بود متوجه شده بودند مشخصه‌های سیارک‌ها و از جمله آب موجود در آنها بسیار شبیه آب در زمین است. بعلاوه سیارک‌ها در مداری بسیار نزدیک به زمین به دور خورشید می‌گردند، بنابراین احتمال برخورد آنها با زمین بسیار بیشتر از احتمال برخورد زمین با دنباله‌دارهایی است که مدار برخی از آنها تا ورای مدار سیاره نپتون، دورترین سیاره منظومه شمسی می‌رود.

فضاپیمای رزتا و کاوشگر سطح‌نشین فیله که با فرود بر سطح دنباله‌دار 67 پی‌‌‌/‌‌‌ چریوموف ـ گرازمنکو تاریخ‌ساز شدند، تا الان داده‌ها و تصاویر کم‌نظیری از این دنباله‌دار را به زمین ارسال کرده‌اند که تائید پیدا شدن مولکول‌های آلی از گازهای متصاعدشده از این دنباله‌دار از مشهورترین آنها بود. اینها همه در حالی اتفاق می‌افتد که تثبیت‌نشدن چنگ سطح‌نشین فیله در زمان فرود بر سطح دنباله‌دار و قرار گرفتن ربات در سایه یک صخره بزرگ موجب شد صفحات خورشیدی فیله نور خورشید را بخوبی دریافت نکنند. در نتیجه خیلی زود شارژ باتری‌های فیله تمام شد و کاوشگر در حالت آماده به کار قرار گرفت تا در صورت دریافت انرژی خورشیدی بیشتر و شارژ شدن باتری‌ها دوباره فعالیتش را از سر بگیرد.

حالا که امکان بررسی یک دنباله‌دار از نزدیک فراهم است و دانشمندان می‌توانند بخوبی درباره سرمنشأ آب‌های روی زمین و ارتباط آن با آب موجود در دنباله‌دارها قضاوت کنند، شاید بهتر باشد تا شرایط فراهم است در پی بررسی سیارک‌های موجود در کمربند اصلی سیارک‌ها باشیم؛ کاری که قطعا کاوشگر داون (Dawn به معنی سپیده‌دم) در شرایطی که چندی پیش به نقشه‌برداری از سیارک وستا پرداخت و حالا هم روز به روز در حال نزدیک‌تر شدن به خرده‌سیاره سرس در کمربند سیارک‌هاست، قاعدتا بخوبی از پس آن برخواهد آمد.

کاظم کوکرم / سیب (ضمیمه سه شنبه روزنامه جام جم)