تغطي المياه 70% من مساحة كوكب الأرض وهي أمر ضروري للحياة، ولكن الطريقة التي وصل بها الماء إلى الأرض ومصدره تظل لغزًا يحير العلماء.
وتلعب المسافة المناسبة بين الأرض والشمس دورًا مهمًا في الحفاظ على المياه على كوكبنا، فهي ليست بعيدة بالقدر الذي يؤدي إلى تجمد السوائل، ولا قريبة أكثر من اللازم بما يتسبب في تفاقم ظاهرة "الاحتباس الحراري" كما في كوكب الزهرة.
ويرى بعض العلماء أن المياه لم تكن في الأساس من بين المكونات التي تتشكل منها الكويكبات الصغيرة والتي تتطور بمرور الوقت لأشكال الكواكب التي نعرفها.
وتزامنًا مع اليوم العالمي للمياه الذي يصادف 22 مارس من كل عام، نلقي في السطور التالية نظرة على أبرز نظريات العلماء لحل لغز المياه على كوكب الأرض.
التفاعلات الكونية
تقول دراسة حديثة إن وجود المياه على كوكب الأرض ربما جاء من التفاعلات بين الصهارة التي تواجدت على الكواكب نتيجة اصطدامها بالأجسام الكونية الأخرى، والغلاف الجوي الأولي للهيدروجين الجزيئي.
واستخدم الباحثون نماذج رياضية لاستكشاف تبادل المواد بين أجواء الهيدروجين الجزيئية ومحيطات الصهارة الموجودة في كوب الأرض الوليد، من خلال النظر في 25 مركبًا مختلفًا و18 نوعًا مختلفًا من التفاعلات.
ووجد العلماء من جامعة كارنيغي للعلوم وإدوارد يونغ وهيلك شليتشتينغ من جامعة كاليفورنيا في لوس أنجلوس، أن هذا التفاعل الذي حاكي ما حدث في الفضاء، نتج عنه كميات كبيرة من المياه.
وقالوا أيضًا إنه حتى وإن كان التصادم حدث بين مواد صخرية جافة تمامًا، فإن التفاعلات بين الغلاف الجوي الهيدروجيني الجزيئي ومحيط الصهارة ستولّد كميات وفيرة من الماء.
وأوضحوا أن هذه النتيجة هي مجرد تفسير واحد محتمل لتطور كوكبنا ونشأة المياه عليه.
التفاعلات بين أجواء الهيدروجين الجزيئية ومحيطات الصهارة الموجودة في الكواكب المبكرة ربما نتجت عنها المياه على الأرض
اصطدام جسم ضخم بالأرض
يُرجع بعض العلماء نشأة المياه على الأرض إلى نظرية تقضي بأن هناك جسم كروي ضخم بحجم كوكب المريخ اصطدم بكوكبنا قبل 4 مليارات سنة وأدى إلى تكوين القمر.
وتقول النظرية إن النظام الشمسي حدث له انقسامًا خلال الملايين الأولى من وجوده، وأصبح يتكون من منطقة داخلية "جافة" وأخرى خارجية "رطبة".
وفي ذلك الجزء الخارجي تقع مجموعة من الكويكبات الحاملة للمياه بأحجام مختلفة، بحسب موقع NBC News.
ويعتقد العلماء أن جاذبية المشتري القوية أدت إلى إبعاد تلك الكويكبات عن الكواكب الموجودة في الجزء الداخل من النظام الشمسي ومنها الأرض.
ولكنهم في نفس الوقت قالوا إن واحدًا من تلك الكويكبات الغنية بالمياه وصلت إلى الأرض في مرحلة ما، ولكن هذا الوقت والطريقة التي وصل بها تظل غير معلومة.
وفي محاولة لحل اللغز، قام بعض العلماء الألمان بالبحث عن عنصر الموليبدينوم المعدني في سبعة صخور أرضية و39 عينة نيزكية.
وركزّت الدراسة المنشورة في 20 مايو 2019 في مجلة Nature Astronomy، أيضًا على فحص عينات من المواد الموجودة في النظام الشمسي الداخلي والخارجي.
وأظهر البحث أن بعض عناصر الموليبدينوم الموجود في الأرض جاءت من النظام الشمسي الخارجي.
وحاول الباحثون أيضًا تضييق حلقة البحث عن التوقيت الذي قد يكون جاءت خلاله تلك العناصر إلى الأرض، وذلك من خلال استخدام تقنيات الحاسوب.
ورجح العلماء من خلال النتائج أن التوقيت يتزامن مع الاصطدام الكوني بالأرض الذي نتج عنه القمر.
ولكن تلك النظرية قوبلت ببعض التشكيك، إذ قال عالم الجيولوجيا بجامعة كولورادو، ستيفن موجزسيس، إن انتقال جسم ضخم من النظام الشمسي الخارجي إلى النظام الداخلي ليس بهذه السهولة.
وأوضح: "اقتراب جسم ضخم من الأرض سيتطلب إحداث اضطراب كبير في مداره من خلال قوة دفع قوية، وحتى الآن لا يوجد سبب علمي لحدوث ذلك".
نشأة القمر ربما كانت سببًا في تكوين المياه على سطح الأرض
المذنبات
تذهب نظرية أخرى سابقة إلى أن مياه الأرض تأتي من المذنبات التي تكون في معظم الأحيان محملّة بالجليد الكافي لملآ محيطات الأرض.
وكانت الطريقة الوحيدة للتأكد من تلك الفرضية هي دراسة التركيب الكيميائي للمذنبات ومقارنتها بنظيرتها في الأرض.
وكمثال يحتوي جزيء الماء دائمًا على 10 بروتونات (8 من جزيء الأكسجين وواحد من جزيئات الهيدروجين) وعادةً ما يحتوي على 8 نيوترونات (من جزيء الأكسجين فقط).
لكن نظائر الماء المختلفة الأخرى قد تحتوي على نيوترونات إضافية، ومنها الماء الثقيل كمثال والمكون من الأكسجين والديوتيريوم، وهو نظير للهيدروجين، أو مجرد هيدروجين مع نيوترون مضاف.
وكزّت دراسة منشورة في مجلة Science في عام 2014 على دراسة نظائر المياه الموجودة عن النيازك التي يُعتقد أنها ضربت الأرض من الكويكب القديم "فيستا".
وفيستا هو ثاني أكبر جسم في حزام الكويكبات وله سطح مليء بالفوهات مما يشير إلى ماض عنيف مليء بالاصطدامات.
ووجد العلماء أن الصخور الموجودة على هذا الكويكب تتشابه مع النظائر الموجودة على الأرض، ولكن هذا لا يحسم الجدل حول مصدر المياه على الأرض.
ولكن موجزسيس يشكك أيضًا في تلك النظرية.
ويقول عالم الجيولوجيا إن البصمة الكيميائية للمذنبات معروفة، وتحديدًا في طبيعة الهيدروجين بها، وهو ما يختلف تمامًا عن نظيره الموجود في محيط الأرض.
الطين
نظرية أخرى يسوقها أستاذ الفيزياء الفلكية في جامعة ولاية أريزونا، ستيفن ديش، تقول إن المياه كانت موجودة بالأساس على كوكب الأرض، قبل وقت طويل من تشكيل القمر.
وأوضح أن المياه كانت موجودة في صورة طين، وأدت درجات الحرارة المرتفعة إلى خروج السوائل منه.
المصدر: Carnegiescience/ Scientificamerican/ NBC
اقرأ ايضاً :
الاعتدال الربيعي.. ما هذه الظاهرة الفلكية وماذا يحدث فيها؟
لماذا يفرك الأطفال أعينهم عندما يكونون متعبين؟
الدراسات تؤكد القدرة الهائلة للمانغروف في مواجهة تغير المناخ
