سیاره جوان زمین جو نازکی داشته است

|
۰ دیدگاه
_۵۶۶۵۴۱۰

دانشمندان اذعان می‌کنند که حباب‌های موجود در گداز‌ه‌های یافت شده کشور استرلیا نشان می‌دهدکه ضخامت جو اولیه زمین نصف ضخامت حال حاضر آن بوده است.

به گزارش کلیک، محققان در مطالعه‌ای که اخیرا انجام شده است، دریافته‌اند که این یافته‌ها با باورهای ریشه دار دانشمندان مبنی بر اینکه ضخامت جو اولیه سیاره زمین به اندازه ضخامت کنونی آن بوده است، متناقض است. در صورتی که درستی این نظریه ثابت شود، تعداد سیارات قابل حیات افزایش پیدا می‌کنند.

دانشمندان معتقدند حتی اگر چنین موضوعی حقیقت داشته باشد، به موضوعی بحث برانگیز تبدیل می‌شود.

سَنجُی سام، سرپرست موسسه علوم Marble Space طی ارسال ایمیلی به Live Science اذعان کرد که سیاره زمین جوان در زمانی بسیار دور جوی داشته است که کاملا با جو حال حاضر متفاوت بوده است؛ با این حال در آن زمان در این سیاره حیات وجود داشته است. در آن زمان که تقریبا ۲٫۷ میلیارد سال پیش بوده است، زمین با سرعت بیشتری در حال چرخش بوده است و ماه تازه شکل گرفته جزر و مد بیشتری نسبت به زمان حال حاضر به وجود می‌آورده است. وی در ادامه افزود ممکن است زمین در آن زمان در معرض امواج فرابنفش بیشتری بوده باشد و این فرضیه مطرح شده است که در آن زمان لایه اوزون هنوز وجود نداشته است. همه این موارد باعث شده است که زمین به سیاره‌ای قابل سکونت تبدیل شود.

تامین گرمای سیاره زمین

این مطالعه یکی از تلاش‌هایی است که برای حل کردن مسأله متناقض خورشید جوان و کم نور یا Faint young sun صورت پذیرفته است، که برای نخستین بار توسط کارل ساگان و جورج مولن در دهه ۱۹۷۰ مطرح شد. مدل‌های اختر فیزیکی خورشید تحت شرایط این مسأله متناقض به بیان این موضوع می‌پردازند که خورشید میلیارد‌ها سال قیل بسیار کم فروغ بوده است. در نتیجه باید در آن زمان زمین توسط یخچال‌های طبیعی احاطه شده باشد. می‌توان نتیجه گرفت در آن زمان مواردی باعث گرمتر شدن زمین شده‌اند. طبق تحقیقاتی که به تازگی صورت گرفته است، دانشمندان باور دارند که جو ضخیم نیتروژنی، میزان بالاتری از بخار آب، دی اکسید کربن، متان و دیگر گازهای گلخانه‌ای مسبب این اتفاق بوده‌اند.

سام و دیوید کاتلین، استاد علوم زمینی و فضایی در دانشگاه واشنگتُن، نظر کاملا متفاوتی را مطرح کرده‌اند. آن‌ها باور دارند ۲٫۷ میلیارد سال قبل زمین اتمسفر نازکی داشته است که گاز نیتروژن بخش اعظمی از آن را تشکیل می‌داده است و فشار آن در بیشترین حالت نصف فشار کنونی سیاره زمین بوده است که معادل با فشار ۵۱۸۰ متر بالاتر از سطح دریا است.

لایه ضخیم‌تر معمولا به طور کلی به معنای سیاره زمین سردتر است. دانشمندان اذعان می‌کنند به دلیل اینکه گاز‌ها گرما را جذب می‌کنند، میزان بیشتر گازها به معنای گرمای بیشتر است. سام متذکر شده است که فشار کمتر در واقع به معنای تراکم بیشتر گازهای گلخانه‌ای است، زیرا در سیاره زمین آن زمان به دلیل نازک‌تر بودن جو، آب راحت‌تر جوش می‌آمده است.

سام اذعان کرد همین امر باعث افزایش میزان بخار آب در هوا می‌شده است که جزء قوی‌ترین گازهای گلخانه‌ای محسوب می‌شود. بخار آب موجود در هوا به همراه میزان بیشتری از گاز دی اکسید کربن و متان باعث ایجاد گرمای نسبی در سیاره زمین در آن زمان شده‌اند.

حباب‌های بسیار قدیمی موجود در گدازه‌ها

شواهد مبنی بر نازک بودن جو زمین در میلیارد سال پیش، از وجود حباب‌های بسیار قدیمی در گدازه‌ها یافته شده در کشور استرالیا، ریشه گرفته است. سام و تیم تحقیقاتی گدازه‌های موجود در صخره‌ها را مورد بررسی و آزمایش قرار دادند. اندازه‌های حباب‌های موجود در این گدازه‌ها (یا هر نوع مایع دیگری) وابسته به فشار هوای اطراف آن‌ها، متفاوت است. بنا براین، دانشمندان می‌توانند با اندازه گیری حجم حباب‌ها به میزان فشار هوا در اطراف مایع (در این مورد گدازه‌ها) زمانی که حالت سفت و جامد پیدا می‌کنند، پی ببرند. اندازه حباب‌های یافته شده نشان می‌دهد که ضخامت جو در ۲ میلیارد و هفتصد سال پیش نازک‌تر از حال حاضر بوده است.

گدازه‌ها همچنین دربردارنده ماده‌ای دیگری به نام lava toes (تکه‌های کوچکی که شبه لخته هستند و تکه‌هایی شیشه مانند در زیر آن‌ها قرار دارند. این گدازه‌ها نشان می‌دهند هنگام رسیدن به ساحل و تماس با آب منجمد شده‌اند. سوال دیگری که مطرح می‌شود این است که چگونه هوا این چنین رقیق می‌شود. دانشمندان اذعان می‌کنند درست در همان زمانی که سیاره زمین تشکیل شده است، ضخامت جو آن کمتر از میزان امروزی بوده است. دلیل این امر هم این بوده است که در آن زمان نیتروژن از چندین منبع تامین می‌شد که شامل خود جو زمین و پوسته و گوشته آن می‌شد. نیتروژن توسط عامل فشاری که تشکیل دهنده ماه بود، بسیار گرم شد و گاز‌های بسیار زیادی را آزاد کرد (میزان نیتروژن ترکیب شده نشئت گرفته از این سه منبع تقریبا در طول زمان ثابت باقی می‌ماند، تفاوت در چیزی است که این گاز آن را شکل می‌دهد).

سام اذعان کرد برای تشکیل این جو نازک‌تر، نیتروژن باید از هوا خارج شود و در جای دیگری قرار داده شود و در ترکیبات شیمیایی محبوس شود و معتقدیم که با علم زیست شناسی می‌توان به این هدف دست یافت.

عوامل باکتریایی تشکیل دهنده حیات بر روی زمین نیتروژن را از هوا خارج می‌کنند و برای تشکیل عناصر جدید آن را با عناصر دیگری مانند آمونیوم ترکیب می‌کند. عوامل باکتریایی تشکیل دهنده زندگی می‌توانند تمام گاز‌ها را به جزء اکسیژن از هوا خارج کنند. باکتری‌ها می‌توانند نیتروژن را به هوا باز گردانند و اینگونه چرخه جدیدی از نیتروژن را تشکیل می‌دهند.

سام اذعان کرد آن عناصر همانند آمونیوم (یون NH4) در رسوبات موجود در دریاهای در حال پیدایش ته نشین می‌شوند و هنگامی که صفحه‌های تکتونیک در زیر هم می‌لغزند، به اعماق زمین باز می‌گردند و نیتروژن خود را نیز با خود حمل می‌کنند

چگونه جو زمین ضخیم شد؟

بعد از رویداد بزرگ اکسیژنی که در حدود ۲٫۵ میلیارد سال پیش اتفاق افتاد، موجودات تک سلولی اکسیژن را به عنوان یک ماده زائد از بین بردند. سام دو مکانیسم احتمالی یرای بازگرداندن نیتروژن به هوا به عنوان یک گاز را مطرح کرد. نخست موضوع موجوداتی را مطرح کرد که از اکسیژن تنفس می‌کردند و در واکنش به آن نیتروژن را آزاد می‌کردند (این اتفاق امروزه هم رخ می‌دهد و این فرایند را نیتروژن دهی می‌نامند).دوم این احتمال را مطرح کرد که ممکن است نیتروژنی که در پوسته زمین قرار  دارد، به عنوان آمونیوم دوباره به نیتروژن (N2) تجزیه شوند و این امکان را فراهم ‌کنند که نیتروژن‌ها در یک روند ۳۳۰ میلیون ساله از طریق آتشفشان‌ها دوباره به اتمسفر باز گردند.

بنابر این وقتی که حیات بر روی زمین ظهور پیدا کرد، این کار می‌تواند با میزان گسترده‌ای از هوا بیشتر از آنچه که تصور می‌کنید، ممکن شود. این محقق همچنین به این نکته اشاره می‌کند که ایده و نظریه فشار هوا در طول زمان بیشتر از آنچه که دانشمندان تصور می‌کردند، دچار نوسان شده است. این نظریه به معنای آن است در صورتی که زمین در زمانی که ضخامت جو آن نصف زمان کنونی یا کمتر بوده است، قابل سکونت بوده است، سیارات دیگر نیز می‌توانند قابل سکونت باشند.

زندگی بر روی سیارات دیگر

سامی میخائیل، استادیار زمین شناسی در داستان آندرو واقع در اسکاتلند که در این مطالعه مشارکت نداشت، اذعان کرد این کار می‌تواند چالش برانگیز باشد و در ادامه گفت این کار هیجان برانگیز است زیرا نتیجه امیدوار کننده به نظر می‌رسد. او همچنین در مورد جو اولیه سیاره زمین مطالعاتی را انجام داد و او هم در مطالعات خود به نازک‌تر بودن جو سیاره زمین در میلیارد سال پیش اشاره کرد. اگر چنین موضوعی صحت داشته باشد، باید در مورد دانش خود در مورد تکامل زمین تجدید نظر کنیم.

میخائیل اعتقاد دارد سیارات دیگر هم می‌توانند قابل سکونت باشند.

او اذعان می‌کند وقتی ما سیاره‌ای را مورد بررسی و آزمایش قرار می‌دهیم که شبیه به سیاره زمین است و در خارج از منظومه شمسی قرار دارد و جو آن به ضخامت جو سیاره زمین در میلیاردها سال قبل باشد، می‌توانیم این نظریه را بیان کنیم که این سیاره نیز میلیارد سال دیگر قابل سکونت خواهند شد.

منبع: scientificamerican

0 پسندیده شده
احمدرضا فرهبد
از این نویسنده

بدون دیدگاه

جهت ارسال پیام و دیدگاه خود از طریق فرم زیر اقدام و موارد زیر را رعایت نمایید:
  • پر کردن موارد الزامی که با ستاره قرمز مشخص شده است اجباری است.
  • در صورتی که سوالی را در بخش دیدگاه مطرح کرده باشید در اولین فرصت به آن پاسخ داده خواهد شد.