اكتشف الباحثون أن الأرض ربما تكون قد صنعت مياهها بنفسها منذ 4.5 مليار سنة

رسم توضيحي فني للأرض المبكرة، يُظهر حطامًا صخريًا ينهمر عبر جو حارق على سطح منصهر. مصدر الصورة: جامعة نيو مكسيكو تشير التجارب المعملية إلى أن الكواكب الصخرية يمكن أن تولد مياهها الخاصة أثناء تشكلها، مما قد يمنح العوالم البعيدة عنصرًا أساسيًا للحياة. قد تبدو الصخور وغاز الهيدروجين والحرارة الشديدة وكأنها وصفة غير محتملة لتكوين محيط. ومع ذلك، تشير التجارب إلى أن هذه المكونات كان من الممكن أن تنتج الكثير من مياه الأرض بينما كان الكوكب لا يزال يتشكل. أحد التفسيرات الرئيسية لمياه الأرض يتضمن جزيئات صغيرة تحتوي على الجليد، والمعروفة بالحصى الجليدية. تشكلت هذه في المناطق الأكثر برودة في النظام الشمسي المبكر، حيث يمكن أن تظل المياه متجمدة، وربما تكون قد حملت تلك المياه إلى الأرض المتنامية. لا تزال هناك أسئلة حول كيفية انتقال الجسيمات لمثل هذه المسافات الطويلة وما إذا كانت هذه الشحنات يمكن أن تفسر التركيب الكيميائي للأرض بشكل كامل. الماء في دقائق من الصخور والهيدروجين قادت طالبة الدراسات العليا سوسميتا غاراي البحث الجديد مع زاكاري شارب، أستاذ ومدير علوم الأرض والكواكب، وبيتر أولسون في جامعة نيو مكسيكو. بحثت دراستهم، التي نشرت في مجلة Nature Geoscience ، فيما إذا كانت صخور السيليكات الحاملة للحديد يمكن أن تتفاعل مع الهيدروجين الموجود في الغلاف الجوي في ظل ظروف تشبه ظروف تكوين الكواكب المبكرة. يقوم الجهاز التجريبي بتسخين عينات صخور السيليكات. الائتمان: جامعة نيو مكسيكو “من أجل تقييم إمكانية أن يكون المطر “الحصوي” مصدرًا للمياه، كنا بحاجة إلى إنشاء وتنفيذ بعض تجارب درجات الحرارة المرتفعة الصعبة للغاية. وقد أثمرت جهود الدكتورة جاراي بشكل كبير، حيث وجدت أن الماء يتم إنتاجه في دقائق معدودة فقط في بيئة عالية الحرارة للغلاف الجوي للأرض المبكرة”. 2192 إلى 2552 درجة فهرنهايت، في تجارب استمرت من 15 دقيقة إلى ثلاث ساعات. تم تعريض بعض العينات لتيارات الهيدروجين. وتم تسخين البعض الآخر في الهيليوم للمقارنة، مما سمح للفريق باختبار دور الهيدروجين في التفاعل. في تجارب الهيدروجين، تم تحويل ما يقرب من 80٪ من أكسيد الحديد الموجود في العينات إلى حديد معدني، مما أدى إلى إنتاج بخار الماء في هذه العملية. وتفاعل الهيدروجين مع الأكسجين المرتبط بالحديد الموجود في الصخور، ليترك الحديد معدنًا ويشكل الماء. “لم يحدث نفس التفاعل في الهيليوم. المطر الحصى يمكن أن يزود محيطات الأرض. وأوضح شارب: “تعتمد الأفكار السابقة حول مصدر المياه للأرض على مصدر خارجي، مثل المذنبات أو النيازك. وهنا نظهر أن أي كوكب بحجم الأرض تقريبًا يجب أن يحتوي على الماء من خلال هذه الآلية التي تم تحديدها حديثًا”. يعرض اليسار الحديد المنصهر في ذوبان السيليكات. يظهر على اليمين بلورات الحديد الصلبة في ذوبان السيليكات. مصدر الصورة: جامعة نيو مكسيكو لكي تتمكن هذه الكيمياء من تزويد الكوكب المتنامي بالمياه والمواد الصخرية والهيدروجين، فإنها تحتاج إلى الالتقاء في ظل ظروف مناسبة. يمكن أن يحدث ذلك أثناء تراكم الحصى، وهي عملية تتراكم فيها الجزيئات الصخرية الصغيرة لبناء جسم كوكبي أكبر. بمجرد أن يصبح الكوكب المتنامي ضخمًا بدرجة كافية، يمكن أن يكوّن غلافًا جويًا حارًا عالي الضغط وغنيًا بالهيدروجين. “كنا نشك ونأمل في أننا سننتج معدن الحديد والماء في تجارب الاختزال، لكن لم تكن لدينا طريقة لمعرفة مدى سرعة ذلك وكميته. لقد فوجئنا تمامًا عندما وجدنا أن استقراء عملنا يشير إلى أنه من المحتمل أن يتم إنتاج مئات المحيطات من المياه بهذه الطريقة. وبالنظر إلى كتلة كبيرة من الماء، فمن الصعب أن نتخيل أن هذا الماء ربما تم إنتاجه قبل 4.5 مليار سنة”. “في جو يشبه الجحيم، ولكن ربما كان الأمر كذلك،” قال Sharp.AI رسمًا توضيحيًا للمطر الحصوي. مصدر الصورة: جامعة نيو مكسيكو، عوالم بحجم الأرض يمكن أن تصنع مياهها الخاصة، إذا تطورت ظروف مماثلة حول كواكب صخرية أخرى أثناء تكوينها، فقد يوفر التفاعل طريقًا واسع النطاق للحصول على الماء في عوالم بحجم الأرض خارج نظامنا الشمسي. يقول شارب: “لا تزال فكرة تراكم الحصى جديدة نسبيًا. لقد كانت موجودة فقط في العقد الماضي. ولكن يبدو أنها تحل العديد من المشكلات الموجودة في النموذج الحالي لتكوين الكواكب”. “والآن نرى أنه يمكن أن يفسر أيضًا سبب كون كوكبنا صالحًا للسكن. وبالتالي، فمن المعقول أن نتوقع أن تحتوي الأجسام الأخرى بحجم الأرض التي تدور حول نجوم أخرى على الماء وربما الحياة أيضًا. “توضح التجارب آلية محتملة لإنتاج الماء أثناء تكوين الكواكب. سيتطلب تحديد كمية مياه الأرض التي نشأت بالفعل بهذه الطريقة مزيدًا من البحث. المرجع: “كان من الممكن أن يكون المطر الحصوي الجاف قد أوصل المياه إلى الأرض من خلال اختزال الهيدروجين في أكسيد الحديد”، 12 أكتوبر 2026، Nature Geoscience.DOI: 10.1038/s41561-026-02138-3لا تفوت أي تقدم كبير: انضم إلى النشرة الإخبارية لـ SciTechDaily. Google وأخبار Google.