یک مولکول مقصر اصلی تبدیل شدن زهره به جهنم امروزی بود

دوشنبه ۲۴ اردیبهشت ۱۴۰۳ - ۱۹:۱۰
مطالعه 3 دقیقه
سیاره زهره در مقایسه با گذشته‌اش
یک مکانیزم اتلاف آب موسوم به «بازترکیب تفکیکی» ثابت می‌کند که چگونه زهره از سیاره‌ای احتمالا زیست‌پذیر به جهنم کنونی تبدیل شد.
تبلیغات

به باور دانشمندان، سیاره زهره زمانی شبیه به زمین بود. این که چگونه از آن نقطه به جهنم امروزی تبدیل شده، پرسشی با مفاهیم عمیق است که نه‌تنها برای آینده‌ی زمین، بلکه برای پژوهش در زمینه‌ی حیات فراخورشیدی اهمیت دارد.

اکنون پژوهشگرها فکر می‌کنند مکانیزم اتلاف آب روی زهره را کشف کرده‌اند و دریافته‌اند که این دنیای غنی از آب چگونه کاملا خشک شد. در فرآیندی جدید که به یک مولکول در جو زهره ارتباط دارد، آب با سرعت دو برابر تخمین‌های قبلی از زهره گریخته است.مایکل چافین از دانشگاه کلرادو بولدر، می‌گوید:

زهره ۱۰۰ هزار برابر آب کمتر از زمین دارد؛ در حالی که جرم و ابعاد آن تقریبا با زمین یکسان است.

مقصر اصلی چه بود؟ پژوهش جدید به فرآیندی موسوم به بازترکیب تفکیکی اشاره دارد که باعث نشت هیدروژن زهره به داخل فضا و اتلاف آب این سیاره با سرعتی بالاتر از تخمین‌های گذشته شده است. یافته‌های این پژوهش ۶ می در مجله‌ی نیچر منتشر شد.

مکانیزم اتلاف آب زهره
مکانیزم جدید اتلاف آب زهره، سرعتی دو برابر نسبت به تخمین‌های گذشته دارد. در جو فوقانی این سیاره، اتم‌های هیدروژن (نارنجی) به داخل فضای می‌گریزند و مولکول‌های کربن مونوکسید (آبی و بنفش) را از خود به‌جا می‌گذارند

بررسی و مقایسه‌ی زمین و زهره در کنار یکدیگر باعث مطرح‌شدن پرسش‌های جذابی می‌شود. این دو سیاره ازنظر اندازه و جرم شبیه به یکدیگر هستند و از سنگ‌های کمابیش یکسانی با ساختار هسته‌ای آهنی و گوشته‌ی سنگی تشکیل شده‌اند؛ اما درست زمانی که زمین سیاره‌ای مرطوب و مملو از حیات است، زهره با ابرهای سمی کربن‌دی‌اکسید و باران‌های سولفوریک اسید احاطه شده است. سطح زهره تحت تاثیر فعالیت آتشفشانی قرار دارد و اثر گریز گلخانه‌ای دمای سطح آن را به ۴۶۴ درجه‌ی سانتی‌گراد رسانده است.

بر اساس پژوهش‌های گذشته، زهره و زمین هر دو مقدار زیادی آب را در اوایل تاریخشان دریافت کرده‌ بودند که اغلب حاصل بخار آب آتشفشان‌ها و دنباله‌دارهای یخی بود که به صورت منظم این دنیاها را بمباران می‌کردند. بااین‌حال زهره، نور خورشید بیشتری نسبت به زمین دریافت می‌کرد و درخشش بالای خورشید بخش زیادی از ذخایر آبی این سیاره را با تجزیه‌ی مولکول‌های جوی آب به هیدروژن و اکسیژن تبخیر کرد. در نهایت هیدروژن سبک‌وزن در فرآیند موسوم به هیدرودینامیک وارد جو شد و زهره را بدون دو ماده‌ی اصلی برای شکل‌گیری آب رها کرد.

گریز هیدروژن به داخل فضا، عامل خشک شدن زهره بود

امروزه اگر آب روی زمین را به‌صورت برابر روی سطح سیاره‌مان توزیع کنیم، اقیانوسی سراسری به عمق سه کیلومتر تشکیل می‌شود در حالی که اگر این فرآیند مشابه را برای زهره انجام دهیم، عمق کل ‌آب‌ها از سه سانتی‌متر فراتر نخواهد رفت.

در پژوهش جدید پژوهشگرها از مدل‌های کامپیوتری برای درک زهره به‌عنوان یک آزمایشگاه شیمی غول‌پیکر استفاده کردند و بر واکنش‌هایی که در جو چرخان این سیاره رخ می‌دهند تمرکز کردند. بر اساس یافته‌ها مقدار بالای مولکولی به نام +HCO (یونی تشکیل شده از یک اتم هیدروژن، کربن و اکسیژن) در جو زهره احتمالا مقصر اصلی گریز آب‌ها از این سیاره بوده است.

مولکول +HCO از ترکیب کربن‌دی‌اکسید و آب و از دست دادن الکترون‌های بار منفی به وجود می‌آید. بر اساس یافته‌ها وقتی الکترون‌ها مجددا با مولکول ترکیب شوند، هیدروژن حذف شد و با سرعت زیادی به داخل فضا گریخت. در نتیجه بدون هیدروژن شکل‌گیری آب امکان‌پذیر نبود. بر اساس این مکانیزم، سرعت اتلاف آب دو برابر بیشتر از تخمین‌های گذشته است و به این ترتیب اختلاف بین آب زمین و زهره حل می‌شود.

دانشمندان در گذشته مولکول +HCO را روی زهره مشاهده نکرده بودند. مأموریت‌های گذشته به زهره برای کشف چنین مولکولی طراحی نشده بودند، اما واکنش‌دهنده‌های مستقلی را که باعث شکل‌گیری +HCO در جو شدند، اندازه‌گیری کرده‌اند.

هیچ‌کدام از سه مأموریت پیش رو به زهره برای کشف مولکول HCO+ طراحی نشده‌اند. کاوشگر وریتاس (VERITAS) ناسا و مأموریت‌های اینویژن اروپا هر دو قرار است در سال ۲۰۳۱ مأموریت خود را آغاز کنند و هیچ‌کدام از ابزار علمی لازم برای بررسی اتلاف هیدروژنی از جو فوقانی زهره برخوردار نیستند.

کاوشگر داوینچی ناسا نیز قرار است در سال ۲۰۳۱ پرتاب شود که هدف آن جمع‌آوری داده درباره‌ی فشار، دما و بادهای جوی زهره در ارتفاع زیر ۷۰ کیلومتر است. در نتیجه تأیید وجود HCO+ و نگاه دقیق‌تر به تاریخ زهره به زمان انتظار بیشتری نیاز دارد.

تبلیغات
داغ‌ترین مطالب روز

نظرات

تبلیغات