كيف حصلت الأرض الجافة على الماء لأول مرة؟

هل تساءلت يومًا كيف حصلت الأرض الجافة على الماء لأول مرة خلال الأيام الأولى لكوكبنا؟ حسنًا، قد تروي بعض الاكتشافات الحديثة عطشك للمعرفة.

بفضل البيانات العمرية التي تم الحصول عليها من فئات معينة من النيازك، أصبح لدينا الآن رؤى جديدة حول ولادة الأجرام الكونية الغنية بالمياه في النظام الشمسي البدائي.

لعبت هذه الهياكل الفلكية الصغيرة، أو الكواكب المصغرة كما تُعرف علميًا، دور خدمة التوصيل الكونية، حيث جلبت باستمرار المواد اللازمة لبناء الكواكب – بما في ذلك كوكب الأرض، الذي كان يحتوي في البداية على القليل من الماء.

نُشرت الدراسة كاملةً في مجلة Scientific Reports ، حيث يوضح البروفيسور الدكتور ماريو تريلوف، مدير مختبر كلاوس تشيرا للكيمياء الكونية في معهد علوم الأرض بجامعة هايدلبيرج “هذه الأجسام الصغيرة لم تكن مجرد مصدر للمواد التي تبني الكواكب، بل كانت في الواقع المصدر الحقيقي للمياه على الأرض”.

وضع قطع اللغز معًا

نشأت هذه الكواكب الصغيرة نفسها في درجات حرارة أكثر برودة في النظام الشمسي الخارجي، حيث كان الجليد موجودًا على شكل مياه في الحالة الصلبة.

وهذا يتناقض بشكل صارخ مع الأجرام السماوية الأخرى التي تشكلت في وقت سابق من تاريخ النظام الشمسي، والتي كانت شديدة الحرارة وقريبة جدًا من الشمس بحيث لا يمكن أن تؤوي الجليد.

لقد تعرضت الأجسام المتكونة في وقت مبكر لظروف حرارية شديدة، مما منع تراكم أو احتباس المواد المتطايرة مثل الماء .
بفضل تحليل بيانات العمر بدقة واستخدام نماذج حسابية متطورة، تمكن فريق بحثي دولي، يضم علماء أرض متميزين من جامعة هايدلبرج، من تتبع التطور الحراري للأجسام الأم لهذه الكواكب الصغيرة.

النظائر والمياه الأولى على الأرض

وتضمنت أبحاثهم فحص التركيبات النظيرية وإجراء عمليات محاكاة لفهم ديناميكيات الحرارة وتركيب المواد لهذه الأجسام المبكرة في النظام الشمسي.

اكتشف الفريق أن بعض الكواكب الصغيرة تشكلت بسرعة كبيرة ، في أقل من مليوني عام، تعرضت هذه الأجسام سريعة التشكل لحرارة شديدة لدرجة أنها ذابت تمامًا، وبالتالي فقدت جميع عناصرها المتطايرة، بما في ذلك الماء.

ومن المرجح أن يكون سبب التسخين السريع هو تحلل النظائر المشعة قصيرة العمر، والتي أطلقت كميات كبيرة من الحرارة.

وكشفت الدراسة الحالية عن أن مجموعة ثانية من الكواكب الصغيرة تشكلت في وقت لاحق في درجات حرارة أكثر برودة في المناطق الخارجية من النظام الشمسي.

استفادت هذه الكواكب الصغيرة من البيئة الحرارية المنخفضة، مما سمح لها بالحفاظ على محتواها من الماء.

وقد تم حبس هذه المياه داخل هياكل بلورية، مما مكن هذه الأجسام من الاحتفاظ بعناصرها المتطايرة على الرغم من تشكلها في مراحل لاحقة من تطور النظام الشمسي.

بالنسبة للمياه الأولى علىالأرض، الحجم مهم

اكتشف العلماء أن قدرة الكواكب الصغيرة على التشكل بشكل مستمر، حتى خلال المراحل الأخيرة من عمر النظام الشمسي، كانت بسبب العديد من التأثيرات المتأخرة.

وكانت هذه التأثيرات المتأخرة حاسمة في السماح لبنات بناء الكواكب بالاستمرار لفترات طويلة.

وبشكل أساسي، لاحظ الباحثون أن الاصطدامات المتكررة بين تكتلات الغبار – المواد الخام للكواكب الصغيرة – أعاقت النمو السريع للكواكب الصغيرة.

كانت هذه التكتلات، المكونة من جزيئات صغيرة، تتصادم وتلتصق ببعضها البعض، ولكن البيئة الفوضوية للنظام الشمسي المبكر تسببت في تفكك هذه التكوينات بشكل متكرر.

لقد أدى هذا الدورة المستمرة من الاصطدام والتفتت إلى إبطاء عملية التكوين، مما مكن الكواكب الصغيرة من الاستمرار في التكوين على مدى فترات زمنية أطول بكثير .

الدور الحاسم لبعض الأجرامالسماوية

سلط الدكتور فلاديمير نيومان، الذي قاد الأبحاث التي أجريت في العديد من المؤسسات بما في ذلك جامعة هايدلبيرج، الضوء على الدور الحاسم الذي تلعبه بعض الأجرام السماوية في تشكل الأرض.

وأوضح أنه “بفضل هذه الكواكب الأصغر حجماً والغنية بالمياه أو أجزائها على شكل كويكبات أو نيازك، تمكنت الأرض من تجنب التحول إلى كوكب جاف تماماً ومعادٍ للحياة أثناء عملية نموها”.

وتشير الدراسة إلى أن هذه الأجسام التي تحتوي على الماء لعبت دورا هاما في تشكيل كوكبنا إلى عالم صالح للسكن، حيث ساهمت بشكل كبير في محتواه المائي خلال المراحل الأولى من تطوره.

ليست مجرد قصة الأرض

هل يمكن أن تكون قصة الأرض في الحصول على الماء ليست فريدة من نوعها؟ بما أن ولادة الكواكب الصغيرة في الأنظمة الكوكبية خارج المجموعة الشمسية تعمل وفقًا لنفس القوانين الفيزيائية التي تعمل بها مجموعتنا الشمسية، فإن فريق البحث يفترض أنه قد تكون هناك كواكب شبيهة بالأرض في أماكن أخرى من الكون.

وبحسب البروفيسور تريلوف، إذا كانت هذه الكواكب قد تلقت أيضًا الماء من أجسام أصغر حجمًا خلال رحلتها التطورية، فمن المحتمل أن تفي بالمتطلبات الأساسية لأصل الحياة.

هل يمكن أن يكون هذا بداية لفهم جديد لإمكانيات الحياة في الكون؟ وحده الزمن هو الذي سيخبرنا بذلك. ورغم أن هذا لا يزال مجرد نظرية، فإنه يجعلنا نقدر مصادر المياه لدينا بشكل أكبر، أليس كذلك؟

الحياة، كما نعرفها، مدينة بالكثير لهذه الكواكب الصغيرة الرائعة، أليس من المدهش أن نرى إلى أين يمكن أن يقودنا القليل من الغبار الكوني؟