ما مدى شيوع الماء في الكون؟

2024 مؤلف: Seth Attwood | [email protected]. آخر تعديل: 2023-12-16 15:57

الماء الموجود في الكوب الخاص بك هو الأقدم الذي رأيته في حياتك ؛ معظم جزيئاته أقدم من الشمس نفسها. ظهر بعد فترة وجيزة من أضاء النجوم الأولى ، ومنذ ذلك الحين تم تغذية المحيط الكوني بأفرانها الحرارية النووية. كهدية من النجوم القديمة ، حصلت الأرض على المحيط العالمي والكواكب والأقمار المجاورة - الأنهار الجليدية والبحيرات الجوفية والمحيطات العالمية للنظام الشمسي.

1. بيغ بانغ

الهيدروجين قديم قدم الكون نفسه: ظهرت ذراته بمجرد أن انخفضت درجة حرارة الكون حديث الولادة لدرجة أن البروتونات والإلكترونات يمكن أن توجد. منذ ذلك الحين ، كان الهيدروجين هو العنصر الأكثر انتشارًا في الكون لمدة 14.5 مليار سنة ، سواء من حيث الكتلة أو في عدد الذرات. تملأ سحب الغاز ، ومعظمها من الهيدروجين ، المساحة بأكملها.

في عام 2011 ، اكتشف علماء الفلك نجمًا شابًا يشبه الشمس في كوكبة فرساوس ، يقذف نوافير كاملة من الماء.

تسارعاً في المجال المغناطيسي القوي للنجم ، هربت جزيئات H20 بسرعة 80 مرة من سرعة رصاصة رشاشة من داخل النجم وتحولت إلى قطرات ماء. من المحتمل أن تكون هذه المقذوفات للنجوم الفتية أحد مصادر المادة ، بما في ذلك الماء ، في الفضاء بين النجوم.

2. النجوم الأولى

نتيجة لانهيار الجاذبية لسحب الهيدروجين والهيليوم ، ظهرت النجوم الأولى ، حيث بدأ الاندماج النووي الحراري وتشكلت عناصر جديدة ، بما في ذلك الأكسجين.

أعطى الأكسجين والهيدروجين الماء. يمكن أن تكون جزيئاته الأولى قد تكونت مباشرة بعد ظهور النجوم الأولى - منذ 12.7 مليار سنة. في شكل غاز شديد التشتت ، يملأ الفضاء بين النجوم ، ويبرده ، وبالتالي يجعل النجوم الجديدة أقرب.

في عام 2011 ، وجد علماء الفلك أكبر خزان فضائي للمياه. تم اكتشافه بالقرب من ثقب أسود ضخم وقديم على بعد 12 مليار سنة ضوئية من الأرض ؛ سيكون هناك ما يكفي من المياه لملء محيطات الأرض 140 تريليون مرة!

لكن اهتمام علماء الفلك لم يكن بكمية الماء ، بل بعمره: فبعد كل شيء ، تشير المسافة إلى السحابة إلى أنها كانت موجودة عندما كان عمر الكون عُشر الوقت الحاضر. هذا يعني أنه حتى ذلك الحين ، كان الماء يملأ جزءًا من الفضاء بين النجوم.

3. حول النجوم

يمر الماء الذي كان موجودًا في سحابة الغاز التي ولدت النجم إلى مادة قرص الكواكب الأولية والأشياء التي تشكلت منه - الكواكب والكويكبات. في نهاية حياتهم ، تنفجر أضخم النجوم في مستعرات أعظم ، تاركة وراءها سدمًا تنفجر فيها نجوم جديدة.

الماء في النظام الشمسي

يعتقد العلماء أن هناك خزانين للمياه على الأرض. 1. على السطح: بخار ، سائل ، ثلج. المحيطات والبحار والأنهار الجليدية والأنهار والبحيرات ورطوبة الغلاف الجوي والمياه الجوفية والمياه في الخلايا الحية.

الأصل: ماء المذنبات والكويكبات التي قصفت الأرض قبل 4 ، 1-3 ، 8 مليارات سنة. 2. بين الجلباب العلوي والسفلي. الماء في شكل مقيد في تكوين المعادن. الأصل: ماء من سحابة بروتوسولارية من غاز بين نجمي ، أو وفقًا لنسخة أخرى ، ماء من سديم بروتوسولاري ناتج عن انفجار مستعر أعظم.

في عام 2011 ، اكتشف الجيولوجيون الأمريكيون ماسة ألقيت على السطح أثناء ثوران بركان برازيلي ، وهو معدن رينجووديت يحتوي على نسبة عالية من الماء.

تشكلت على عمق أكثر من 600 كيلومتر تحت الأرض ، وكانت المياه المعدنية موجودة في الصهارة التي أدت إلى نشأتها. وفي عام 2015 ، توصلت مجموعة أخرى من الجيولوجيين ، بالاعتماد على البيانات الزلزالية ، إلى استنتاج مفاده أن هناك الكثير من المياه في هذا العمق - كما هو الحال في المحيط العالمي على السطح ، إن لم يكن أكثر.

ومع ذلك ، إذا نظرت بشكل أوسع ، فإن المذنبات والكويكبات في النظام الشمسي استعارت مياهها من السحابة الأولية للغاز الكوني ، مما يعني أن محيطات الأرض والمياه المنتشرة في الصهارة لها مصدر قديم واحد.

• المريخ: القمم الجليدية القطبية ، التيارات الموسمية ، بحيرة من المياه المالحة السائلة يبلغ قطرها حوالي 20 كم على عمق حوالي 1.5 كم.
• حزام الكويكبات: من المحتمل أن يكون الماء موجودًا على الكويكبات من الفئة C في حزام الكويكبات ، بالإضافة إلى حزام كويبر ومجموعات صغيرة من الكويكبات (بما في ذلك المجموعة الأرضية) في شكل مرتبط. تم تأكيد وجود مجموعات الهيدروكسيل في معادن الكويكب بينو ، مما يشير إلى أن المعادن كانت تتلامس مع الماء السائل.
• أقمار كوكب المشتري. أوروبا: محيط من الماء السائل تحت طبقة من الجليد أو جليد لزج ومتحرك تحت طبقة من الجليد الصلب.
• جانيميد: ربما ليس محيطًا جليديًا واحدًا ، ولكن عدة طبقات من الجليد والمياه المالحة.
• كاليستو: تحت 10 كيلومترات من الجليد.
• أقمار زحل. ميماس: يمكن تفسير خصائص الدوران من خلال وجود المحيط الجليدي أو الشكل غير المنتظم (الممدود) للنواة.
• إنسيلادوس: سمك الجليد من 10 إلى 40 كم. السخانات تتدفق من خلال الشقوق في الجليد. تحت الجليد يوجد محيط سائل مالح.
• التيتانيوم: محيط مالح للغاية على عمق 50 كيلومترًا تحت السطح ؛ أو جليد مالح يمتد إلى اللب الصخري للقمر الصناعي.
• أقمار نبتون. تريتون: الماء والنيتروجين والنيتروجين السخانات على السطح. ربما توجد كميات كبيرة من الأمونيا السائلة في الماء تحت الجليد.
• بلوتو: المحيط السائل تحت النيتروجين الصلب والميثان وأكاسيد الكربون يمكن أن يفسر الشذوذ المداري للكوكب القزم.