کشف منشا اصلی آب بر روی زمین

 زندگی روی زمین بسته به وجود آب دارد، اما علی‌رغم اینکه ۷۰ درصد سطح زمین را آب فرا گرفته است، دانشمندان هنوز نتوانسته‌اند بفهمند این آب از کجا آمده است.
 
دید رایج این است که یک سیارک یخی یا ستاره دنباله‌دار میلیاردها سال پیش طی یک تصادم با زمین، آب را با خود آورده و اقیانوس‌ها را پر کرده است. اما مطالعات جدید نشان می دهند که بخش های داخلی زمین عناصر ضروری داشته است که بتواند تمامی این آب را تولید کند و در عمق زمین پنهان شده است.

طبق شبیه سازی های جدید کامپیوتری، انفعالات شیمیایی در گوشته فوقانی زمین رخ می دهند که درست زیر پوسته زمین قرار دارد و می تواند تحت شرایط مناسب، آب تولید کند.

جان تسه، فیزیکدان دانشگاه ساسکاچوان کانادا می گوید "این یک راه برای به وجود آمدن آب روی زمین است. ما نشان می‌دهیم که ایجاد آب روی زمین و در محیط طبیعی آن امکان‌پذیر است به جای اینکه منشا فرازمینی داشته باشد.”

این امر امکان پذیر است زیرا کوارتز ، یک نوع رایج از سیلیس(سیلیکون دی اکسید) در پوسته و گوشته زمین به مقدار زیادی وجود دارد. کوارتز بسیار پایدار است اما در بخش بالایی گوشته ـ که از پوسته زمین تا عمق ۴۱۰ کیلومتری امتداد دارد ـ دمای کافی و فشار می تواند باعث ایجاد واکنش های شیمیایی شود.

مخصوصا شبیه سازی ها نشان می دهند زمانی که به اندازه کافی وارد بخش های عمیق در گوشته شوید تا به دمای ۱۴۰۰ درجه سلسیوس(۲۵۵۲ درجه فارنهایت) و فشار ۲۰،۰۰۰ برابر بیشتر از فشار اتمسفر برسید، کوارتز با هیدروژن مایع واکنش نشان داده و هیدرید سیلیکون ایجاد می‌کند…. و آب مایع.

تسه می گوید "تا زمانی که هیدروژن در دسترس بوده است، این روند به تولید و افزودن آب در دوران اولیه ایجاد زمین کمک کرده است.”

گرچه یک تیم از دانشمندان ژاپنی در سال ۲۰۱۴ در محیط آزمایشگاهی این فرایند را انجام دادند، اما تیم تسه یافته های جدیدی داشته اند.

زمانی که آن‌ها این واکنش را شبیه‌سازی کردند، آب مایع آن‌طور که دانشمندان انتظار داشتند تشکیل نشد، یعنی به جای ایجاد در سطح کوارتز در داخل بلورهای آن تشکیل شد. از آنجا که پس از تشکیل نمی‌تواند از داخل بلور فرار کند، می تواند طی ایجاد فرایندهای زمین‌لرزه‌ای و غیر منتظره از آنجا خارج شود.

تسه در ادامه توضیح می دهد "ما مشاهده کردیم آب در فشار بالا ممکن است منجر به ایجاد زلزله شود. بااین حال تحقیقات بعدی باید کمیت میزان آب آزاد شده مورد نیاز برای ایجاد زمین لرزه های درونی را اندازه گیری کنند.”

ایجاد زلزله به عنوان اثرات بعدی تشکیل آب فعلا در حد فرضیه باقی می ماند اما یافته‌ها باعث ایجاد مسیر جدیدی برای زمین شناسان شدند که به دنبال توضیح برای لرزش‌های قوی بدون منشا رایج هستند.

مدیر اجرایی سازمان زمین شناسی بریتانیا می گوید "تشکیل و آزاد شدن آب تحت فشار زیاد ممکن است محرک مهمی در سنگ کرده برای زمین لرزه های عمیق باشد که گاهی درست زیر پوسته زمین قرار دارند.”

به گزارش کلیک، از آنجا که محققین هنوز به میزان آب ایجاد شده توسط کوارتز آگاهی ندارند، فرضیه سیارک و ستاره دنباله دار همچنان قوی ترین فرضیه برای ایجاد آب باقی می مانند تا زمانی که تحقیقات آتی پاسخ قطعی تری به این سوالات بدهند.