رمزگشایی از راز دیرینه: آب زمین از کجا آمده است؟

به گزارش رکنا، آب یکی از عناصر کلیدی در رمزگشایی از چگونگی شکل‌گیری حیات بر روی زمین است. اما پرسش بنیادین همچنان باقیست: اولین مولکول‌های آب کجا و چگونه شکل گرفته‌اند؟ در سال ۲۰۲۰، گروهی از پژوهشگران دانشگاه لورن فرانسه از طریق مطالعه شهاب‌سنگی به نام Sahara 97096 به نظریه‌ای مبتنی بر این باور رسیدند که مواد اولیه برای شکل‌گیری آب زمین از طریق شهاب‌ سنگ‌هایی که میلیاردها سال پیش با زمین برخورد کرده‌اند، تامین شده است.

چالش جدید در نظریه پیشین

اکنون پژوهشگرانی از دانشگاه آکسفورد این دیدگاه دیرینه را زیر سؤال برده‌اند. آن‌ها مدعی‌اند که زمین اولیه تمامی هیدروژن مورد نیاز برای شکل‌گیری آب و آغاز حیات را از همان ابتدا دارا بوده است. یافته‌های این پژوهش، که بر پایه تجزیه‌وتحلیل شهاب‌سنگی دیگر از جنوبگان انجام شده، در تاریخ ۱۶ آوریل منتشر شده است.

نقش سنگ کندریت انستاتیتی

رکورد اصلی این تحقیق در نوع خاصی از سنگ فضایی موسوم به کندریت انستاتیتی نهفته است. این نوع سنگ‌ها به دلیل شباهت ترکیبی آن‌ها با زمین اولیه، حائز اهمیت فراوانی برای دانشمندان علوم سیاره‌شناس هستند. با اینکه Sahara 97096 نیز از این نوع سنگ بوده، نمونه‌های بسیار کمی از کندریت انستاتیتی تاکنون بر روی زمین پیدا شده است. یکی از این نمونه‌های نادر، شهاب‌سنگی به نام LAR 12252 است که تیم دانشگاه آکسفورد آن را برای تحلیل به مرکز تحقیقاتی شتاب‌دهنده ذرات Diamond Light Source در آکسفوردشایر برد.

شهاب سنگ مورد استفاده در این پژوهش، به نام LAR 12252، در سال ۲۰۱۲ در جنوبگان کشف شده است.

تحلیل عمیق با فناوری‌های پیشرفته

دانشمندان برای انجام پژوهش خود از طیف‌سنجی XANES استفاده کردند. این روش از پرتوهای ایکس برای شناسایی ساختارهای مختلف شیمیایی نمونه‌ها بهره می‌برد. در این مورد خاص، تمرکز پژوهشگران بر ترکیباتی حاوی سولفور بود. پیش‌تر، در پژوهش مربوط به شهاب‌سنگ Sahara 97096 نشانه‌هایی از حضور هیدروژن در مواد آلی آن دیده شده بود. اما مشخص نبود که این هیدروژن منبع داخلی دارد یا از آلودگی‌های روی زمین ناشی شده است.

نتایج شگفت‌انگیز

نتایج جدید آشکار ساخت که در نمونه LAR 12252 مقادیر قابل‌توجهی از هیدروژن به ترکیبات سولفید هیدروژن متصل است، حتی بیشتر از بخش‌های غیرکریستالی شهاب‌سنگ. در مقابل، بخش‌هایی از شهاب‌سنگ که دارای علائم آلودگی زمین نظیر زنگ‌زدگی بودند، تقریباً هیچ هیدروژنی نداشتند. به همین دلیل، پژوهشگران احتمال آلودگی زمینی را رد کردند.

آیا زمین منبع اصلی آب بوده است؟

با وجود اینکه ممکن است نتایج اولیه به نفع نظریه انتقال هیدروژن از طریق شهاب‌سنگ‌ها به زمین باشد، پژوهشگران آکسفورد نظریه‌ای خلاف این باور ارائه داده‌اند. به گفته آن‌ها، ترکیبات طبیعی سولفید هیدروژن در LAR 12252 نشان می‌دهد زمین از همان ابتدا تمامی هیدروژن لازم برای شکل‌گیری مولکول‌های آب و آغاز حیات را در اختیار داشته است.

اظهارات پژوهشگران

توم بارت، سرپرست این تحقیقات، اظهار داشت: «زمانی که در جریان تجزیه و تحلیل به وجود سولفید هیدروژن در نمونه پی بردیم، بسیار هیجان‌زده شدیم. چون احتمال آلودگی زمینی بسیار کم بود، یافته‌ها از نظریه‌ای حمایت می‌کند که آب زمین بومی بوده و بخشی طبیعی از فرآیند شکل‌گیری آن بوده است.»

تأیید نظریه‌ای قدیمی با شواهد جدید

اگرچه در پژوهش سال ۲۰۲۰ نیز اشاره‌هایی به وجود هیدروژن در کندریت‌های انستاتیتی شده بود، همچنان شک و تردیدهایی درباره منشأ این هیدروژن وجود داشت. اما این تحلیل جدید نشان می‌دهد که این شهاب‌سنگ‌ها، و احتمالاً موادی که زمین اولیه از آن‌ها تشکیل شده، دارای هیدروژن درونی بوده‌اند، به گونه‌ای که سیاره ما توانسته به این سطح از توسعه و به شکل گوی آبی زیبا که امروزه شاهد آن هستیم، برسد.