نوشیدن آب ۴.۵میلیاردساله

منشأ آب موجود در زمین همواره از سوالات اساسی دانشمندان این حوزه بوده‌‌است. نتایج پژوهشی که اخیرا در نشریه «GeoScienceWorld» منتشرشده، نشان‌می‌دهد آبی که اکنون مصرف می‌کنیم، قدمتی معادل با سن منظومه شمسی یعنی ۴.۵میلیارد سال دارد.

منشأ تشکیل منظومه‌های سیاره‌ای مانند منظومه شمسی معمولا از ابر مولکولی عظیم و بسیار سرد شامل هیدروژن، هلیوم، اکسیژن، کربن و غبارات ریز سیلیکات است. در فضای داخلی ابر، مولکول‌های اکسیژن در برخورد با دانه‌های غبار، یخ‌می‌زنند و به سطح آنها می‌چسبند. پس از آن، مولکول‌های سبک‌تر هیدروژن دانه‌های غبار را احاطه‌ کرده و در واکنش با اکسیژن، ذرات آب یخ‌زده را ایجاد می‌کنند. با ادامه این روند، نیروی گرانش خود ابر و این ذرات، سبب تجمع جرم در مرکز ابر و بالطبع افزایش دمای آن می‌شود. این مرکز پرجرم را معمولا پیش‌ستاره می‌نامند. دمای مرکز ابر یا پیش‌ستاره تا منفی۱۷۳درجه سانتی‌گراد افزایش می‌یابد که برای انجام فرآیند تصعید یعنی تبدیل مستقیم ذرات یخ به بخارآب، مناسب است. سپس این ابر مولکولی شروع به چرخش به دور خود می‌کند و گاز‌ها و غبارهای موجود در آن، صفحه‌ای صاف و چرخان به نام دیسک پیش‌سیاره‌ای را تشکیل می‌دهند. مناطق دور از پیش‌ستاره، سردترین نقاط دیسک پیش‌سیاره‌ای هستند که بخارآب تشکیل شده در مرحله قبل در این نقاط به کمک ذرات غبار موجود، مجدد سرد و متراکم شده و تبدیل به یخ می‌شوند. در نهایت این دیسک‌ پیش‌سیاره‌‌ای با استفاده از ذرات موجود، تمام سیارات و اجرام منظومه شمسی را تشکیل می‌دهد. این ذرات موجود در دیسک پیش‌سیاره‌ای، دقیقا همان غبارهای سیلیکاتی و کربنی هستند که با آب یخ‌زده احاطه شده‌اند. نکته مهم این که تمام آب موجود در منظومه شمسی، فقط در دو مقطع زمانی تشکیل‌شده ‌است. اول در زمانی که منظومه شمسی شکل نگرفته و هنوز یک ابر سرد است و دوم در زمانی که سیارات در حال شکل‌گیری اولیه خود هستند. این دو مقطع زمانی شرایط کاملا متفاوتی با هم دارند و هر کدام تاثیر و ردپای ایزوتوپی خاص خود را بر آب می‌گذارند. آب تشکیل شده در مقطع زمانی اول ۴.۵میلیارد سال قدمت دارد و باید دید چه مقداری از آن به زمین رسیده‌است!؟

دانشمندان فقط دو معیار برای رسیدن به پاسخ این سؤال دارند؛ مقدار کل آب تشکیل ‌شده و نسبت آب سنگین به آب معمولی. مولکول هیدروژن در آب سنگین، برخلاف هیدروژن آب معمولی، در هسته خود علاوه بر پروتون، یک نوترون نیز دارد. طی این پژوهش، محققان دریافتند مقدار اولیه آب تشکیل‌شده در حدود ۱۰هزار برابر آب موجود در زمین بوده اما نسبت آب سنگین به آب معمولی در زمین، حدودا ۱۰برابر نسبت آن در ابتدای تشکیل و در پیش‌ستاره اولیه است. در نتیجه‌ کلی این تحقیقات، دانشمندان دریافتند که یک تا ۵۰درصد کل آب موجود در زمین از همان مقطع زمانی اول و همزمان با تشکیل منظومه شمسی نشأت گرفته ‌است. هرچند یک تا ۵۰درصد بازه گسترده‌ای است اما به هر صورت دستاورد بسیار مهمی ا‌ست. به گفته محققان، بخش زیادی از آب موجود در زمین احتمالا در همان ابتدای تولد منظومه شمسی و زمانی که ابری سرد از گاز و غبار بوده، طی مراحل مختلفی مانند تشکیل دیسک پیش‌سیاره‌ای که در نهایت منجر به شکل‌گیری سیارات و سایر اجرام منظومه شمسی شده، یخ زده و حفظ شده‌ا و درنهایت به زمین جوان و تازه شکل‌گرفته انتقال یافته ‌است اما چگونگی انجام روند این مراحل خود بحثی بسیار جذاب و طولانی‌ دارد.