آب روی کره زمین از کجا آمده است؟

حدود 71 درصدد سطح زمین را آب تشکیل می دهد. شاید در ابتدا این رقم زیاد به نظر بیاید ولی اگر به سراغ حجم آن برویم می بینیم مقدار آب موجود در زمین آ ن قدرها هم زیاد نیست. اگر به تصویر بالا نگاه کنید به این موضوع پی می برید. اگر تمام آب های زمین را جمع کنیم نسبت آن با کل سیاره زمین همین دایره ای کوچک آبی است و علت آن عمق کم این آب در مقایسه با حجم کره زمین است. جالب است بدانید این نسبت در قمرهای دیگر بیشتر از زمین است. مثلاً آبی مایعی که در زیر پوسته اروپا نهفته است به نسبت اندازه این قمر حجم قابل توجهی دارد. انسلادوس و اغلب اقمار زحل هم به نسبت اندازه   شان آب زیادی دارند. کل آب موجود در زمین حدود 1/3 میلیارد کیلومتر مربع یا 10 به توان 21 لیتر آب است و حدود 97 درصدد آن آب شور است و تنها 3 درصد آب شیرین است که بخش عمده آن در کلاهک های قطبی و یخچال های طبیعی روی زمین نهفته است. یکی از نگرانی های بشر درباره ذوب شدن یخ های قطب همین موضوع است.

تئوری های گوناگونی وجود آب در سطح کره زمین را توجیح می کنند، اما بعضی از آنها بهتر از بقیه هستند. ما می دانیم که اقیانوس ها بعد از گذشت 100 میلیون سال از پیدایش کره زمین به وجود آمده اند. زمانی که زمین در فرآیند شکل گرفتن بود، با شعاعی بالغ بر 40 ? شعاع کنونی، دارای گرانش کافی برای نگه داشتن اتمسفر نازک حاوی بخار آب بود. اولین بخار آب های روی سیاره از قسمت های درونی سیاره، آنجاهایی که مواد شیمیایی فرّار تمایل به فرار به سطح را داشته اند و عناصر سنگین مانند آهن و نیکل به سمت پایین می رفتند.

اگر چه اولین آب ها در کره زمین از فعالیت های آتش فشانی حاصل شده اند، این به تنهایی عامل ایجاد این مقادیر زیاد آب در سطح زمین نبوده است. آب بیشتری به سیاره زمین از طریق برخورد شهاب سنگ هایی، که از خارج از کمربند شهاب سنگی منشا گرفته اند، آمده است. مقایسه نسبت ایزوتوپی آب در روی کره زمین و آب از شهاب سنگ ها نشان می دهد که اکثریت آب روی کره زمین از شهاب سنگ ها گرفته شده است.

در طول تاریخ، آب روی کره زمین به وسیله فرآیند های زیستی افزایش پیدا کرده است. در دریاهای اولیه کره زمین، هیدروژن سولفید بسیاری وجود داشته است که هنگامی که با دی اکسید کربن موجود در اتمسفر در جریان فتو سنتز در باکتری های احیا کننده سولفید واکنش داده، می توانسته هیدروژن، سولفور و آب تولید کند.

به نظر می رسد پژوهشگران پاسخ این پرسش ها (آیا آب روی کره زمین از آغاز وجود داشته است؟ و آیا دنباله دارها آن را با خود آورده اند) را یافته اند.

تکه های 5 شهاب سنگ بررسی شده متعلق به سیارکی به نام "وستا" هستند. اخترشناسان گمان می کنند که این سیارک حدود 6 /4 میلیارد سال پیش در همان جایی که کره زمین به وجود آمده است قرار داشته و به همین خاطر برای مقایسه مناسب است. از طریق آن می توان به دنبال ریشه های آب کره زمین رفت.

آب زمین از شهاب سنگ های بسیار قدیمی

پژوهشگران تناسب ایزوتوپی هیدروژن عادی با هیدروژن سنگین یا دوتریوم (آب سنگین) را هم در این 5 شهاب سنگ، هم در شهاب سنگ های بزرگ اولیه (Chondrites) که متعلق به فاز اولیه پیدایش کهکشان بوده اند و هم در آب معمولی بر روی کره زمین بررسی کردند. آنها به این نتیجه رسیدند که بین این سه مورد تشابه وجود دارد. به نظر می رسد که کره زمین و همچنین شهاب سنگ  ها آب خود را از شهاب سنگ های قدیمی گرفته اند.
 
شهاب سنگ های بزرگ اولیه (Chondrites) اولین اجرام منظومه خورشیدی بودند. از آنها کره زمین و سیارک "وستا" تولید شده است. برای دانشمندان این امر دیگر واضح است که کره زمین در ابتدا سیاره ای مرطوب بوده است. اما آنها در عین حال بر این گمان اند که کره زمین بعدها "مرطوب  تر" شده است؛ آن هم از طریق برخورد با سیارک ها و دنباله دارها.

آب زمین حتی قدیمی تر از خورشید

به گفته دانشمندان قسمتی از آب زمین احتمالا قدیمی تر از خورشید است. این نتیجه بررسی های پژوهشگران دانشگاه میشیگان است. بر اساس تحقیق آنها آب زمین متعلق به ابری مولکولی است که خورشید نیز از آن به وجود آمده است. این نشان دهنده آن است که آب کره زمین قدیمی تر از خود خورشید است. گفته می شود که قدمت خورشید به 6 / 4 میلیارد سال می رسد.
 
افزون بر این، دانشمندان قصد داشتند دریابند که در زمان پیدایش منظومه شمسی در میان لایه های گاز و غبار کدام روندهای شیمیایی رخ داده اند. آن ها برای رسیدن به این هدف جریانات تشکیل آب عادی و آب سنگین را بررسی کردند. نتیجه این تحقیق آن بود که مولکول های آب سنگین به طور کامل تشکیل نیافته بودند. برای تشکیل آب سنگین درجه  هوای بسیار سرد لازم است. این پژوهشگران به این نتیجه رسیدند که آب سنگین حتما از جای دیگری آمده است. ابرهای مولکولی بسیار سرد و یخی پاسخ این سوال هستند؛ ابرهایی که قبل از پیدایش سیستم خورشیدی در کهکشان بوده اند.