دنباله‌دارها به تشکیل اتمسفر زمین کمک کردند
زنون عنصر مطلوبی برای تشخیص ترکیب ازیوتوپی زنون در اتمسفر اولیه زمین است.
بازدید :
زمان تقریبی مطالعه :
تاریخ : چهارشنبه 1396/11/11 ساعت 14:06
محبوبه همت -مرکز یادگیری تبیان
بیگ بنگ: بر طبق تحقیقی جدید، بخش‌هایی از اتمسفر زمین میلیاردها سال قبل توسط دنباله‌دارها به سیاۀ ما آمده است. راز چگونگی شکل گرفتن اتمسفر زمین دانشمندان را مات و مبهوت کرده است. برخی معتقدند که دنباله‌دارها در ابتدا برخی از مولکول‌های آب، آلی و اتمسفری که اکنون حیات را تشکیل می‌دهند، را به زمین آورده‌اند.
به گزارش بیگ بنگ، در حال حاضر مطالعۀ جدیدی به رهبری دکتر گویلام آویس از دانشگاه لوراین، شواهدی برای حمایت از این نظریه پیدا کرده است. دکتر آویس و همکارانش نمونه‌های کوچکی از هوای باستانی که در حباب‌های آب یافته‌شده در کانی‌های معدنی کوارتز به دام افتاده بود، که متعلق به سه میلیارد سال قبل بود، را تجزیه و تحلیل کردند. این محققان پی بردند که هوا در این سنگ‌ها تا حدی از ترکیبی به نام U-Xe ساخته شده است.
دکتر آویس گفت: «زنون(Xe) گازی نجیب است که به لحاظ شیمیایی بی‌اثر است و دارای نه ایزوتوپ است. زنون عنصر مطلوبی برای تشخیص ترکیب ازیوتوپی زنون در اتمسفر اولیه زمین است. همچنین راه مطلوبی برای یافتن منشأ اتمسفر زمین هم به دست می‌دهد.» نویسندگان توضیح دادند: « U-Xeدارای ترکیبات خورشید‌مانندی برای ایزوتوپ‌های سبک زنون(۱۲۴-۱۳۰Xe) است و در ایزوتوپ‌های سنگین Xe ضعیف می‌شود. U-Xe معمولا روی زمین یافت نمی‌شود. این ترکیب نه در گوشتۀ زمین وجود دارد و نه در شهاب سنگ‌ها یافته می‌شود.» بنابراین این دانشمندان معتقدند که U-Xe باید بعد از توسعۀ اتمسفر اولیه، به زمین اضافه شده باشد. به عبارت ساده، دنباله‌دارها بهترین گزینه برای حمل U-Xe به زمین هستند.
پروفسور ری بورگس از دانشگاه منچستر انگلستان، گفت: «زمین بسیار نزدیک به خورشید تشکیل شده است به گونه‌ای که عناصر فعالی مانند U-Xe می‌توانند به راحتی به هم متصل شوند و به سرعت از سطح زمین بیرون روند و در فضا از بین بروند. اصلا علت اینکه اقیانوس‌ها و اتمسفر وجود دارند این است که فرّارها پس از تشکیل زمین به زمین اضافه شده‌اند. معمّا این است که پی ببریم فرّارها از کجا آمده‌اند و چه اجرامی آنها را به زمینِ اولیه منقل کرده‌اند. مسئله دشوار این است که بسیاری از ترکیبات فرّار متخلف که در اصل اضافه شده‌اند، در طول تاریخ طولانی زمین‌شناسی توسط فرآیندهای زمین‌شناختی کاملاً مخلوط شده‌اند.»
این تیم برای مقابله با این مسئله «مخلوط شدن»، از نمونه‌های کوچکی از هوای باستانیِ به دام افتاده در حباب‌های آبِ یافته شده در کوارتز در مغز‌ه‌های حفاری منطقه باربرتون آفریقای جنوبی، استفاده کردند. سنگ‌های این منطقه از قارّه بسیار قدیمی هستند و به خوبی محافظت شده‌اند. محققان دریافتند که در کوارتز باربرتون، U-Xe با ۳٫۳ میلیارد سال قدمت، ترکیبی بسیار متفاوت از زنونِ یافته شده در اتمسفر امروزیِ زمین دارد.
دکتر آویس گفت: «مقدار و فراوانی ایزوتوپی زنون در این هوای ۳٫۳ میلیارد ساله را به دقت بی‌نظیری اندازه‌گیری کردیم.» پروفسور برنارد مارتی از دانشگاه لوراین، گفت: «مطالعۀ ما نشان می‌دهد که ۳ ملیارد سال قبل، در اتمسفر زمین ترکیبی از زنون وجود داشته که با بسیار متفاوت از گازهای خورشیدی و سیارک‌ها بوده است. یک احتمال این است که این زنون از ستاره‌ها دنباله‌دار آمده باشد.»
اما این کشف، امکانات تحقیقاتی برای مطالعۀ گازهای به دام افتاده در عمق کره زمین را نیز نشان می‌دهد. دکتر آویس گفت: «مطالعه گازهایی که در سنگ‌های باستانی به دام افتاده‌اند، دیدگاه‌های جدیدی را برای درک ما از منشأ و تکامل عناصر فرّار زمین، که عوامل کلیدی برای قابلیت سکونت سیاره ما هستند، ارائه می‌دهد.» این تحقیق در مجلۀ Nature Communications به چاپ رسیده است.
منبع: http://bigbangpage.com
به گزارش بیگ بنگ، در حال حاضر مطالعۀ جدیدی به رهبری دکتر گویلام آویس از دانشگاه لوراین، شواهدی برای حمایت از این نظریه پیدا کرده است. دکتر آویس و همکارانش نمونه‌های کوچکی از هوای باستانی که در حباب‌های آب یافته‌شده در کانی‌های معدنی کوارتز به دام افتاده بود، که متعلق به سه میلیارد سال قبل بود، را تجزیه و تحلیل کردند. این محققان پی بردند که هوا در این سنگ‌ها تا حدی از ترکیبی به نام U-Xe ساخته شده است.
دکتر آویس گفت: «زنون(Xe) گازی نجیب است که به لحاظ شیمیایی بی‌اثر است و دارای نه ایزوتوپ است. زنون عنصر مطلوبی برای تشخیص ترکیب ازیوتوپی زنون در اتمسفر اولیه زمین است. همچنین راه مطلوبی برای یافتن منشأ اتمسفر زمین هم به دست می‌دهد.» نویسندگان توضیح دادند: « U-Xeدارای ترکیبات خورشید‌مانندی برای ایزوتوپ‌های سبک زنون(۱۲۴-۱۳۰Xe) است و در ایزوتوپ‌های سنگین Xe ضعیف می‌شود. U-Xe معمولا روی زمین یافت نمی‌شود. این ترکیب نه در گوشتۀ زمین وجود دارد و نه در شهاب سنگ‌ها یافته می‌شود.» بنابراین این دانشمندان معتقدند که U-Xe باید بعد از توسعۀ اتمسفر اولیه، به زمین اضافه شده باشد. به عبارت ساده، دنباله‌دارها بهترین گزینه برای حمل U-Xe به زمین هستند.
پروفسور ری بورگس از دانشگاه منچستر انگلستان، گفت: «زمین بسیار نزدیک به خورشید تشکیل شده است به گونه‌ای که عناصر فعالی مانند U-Xe می‌توانند به راحتی به هم متصل شوند و به سرعت از سطح زمین بیرون روند و در فضا از بین بروند. اصلا علت اینکه اقیانوس‌ها و اتمسفر وجود دارند این است که فرّارها پس از تشکیل زمین به زمین اضافه شده‌اند. معمّا این است که پی ببریم فرّارها از کجا آمده‌اند و چه اجرامی آنها را به زمینِ اولیه منقل کرده‌اند. مسئله دشوار این است که بسیاری از ترکیبات فرّار متخلف که در اصل اضافه شده‌اند، در طول تاریخ طولانی زمین‌شناسی توسط فرآیندهای زمین‌شناختی کاملاً مخلوط شده‌اند.»
این تیم برای مقابله با این مسئله «مخلوط شدن»، از نمونه‌های کوچکی از هوای باستانیِ به دام افتاده در حباب‌های آبِ یافته شده در کوارتز در مغز‌ه‌های حفاری منطقه باربرتون آفریقای جنوبی، استفاده کردند. سنگ‌های این منطقه از قارّه بسیار قدیمی هستند و به خوبی محافظت شده‌اند. محققان دریافتند که در کوارتز باربرتون، U-Xe با ۳٫۳ میلیارد سال قدمت، ترکیبی بسیار متفاوت از زنونِ یافته شده در اتمسفر امروزیِ زمین دارد.
دکتر آویس گفت: «مقدار و فراوانی ایزوتوپی زنون در این هوای ۳٫۳ میلیارد ساله را به دقت بی‌نظیری اندازه‌گیری کردیم.» پروفسور برنارد مارتی از دانشگاه لوراین، گفت: «مطالعۀ ما نشان می‌دهد که ۳ ملیارد سال قبل، در اتمسفر زمین ترکیبی از زنون وجود داشته که با بسیار متفاوت از گازهای خورشیدی و سیارک‌ها بوده است. یک احتمال این است که این زنون از ستاره‌ها دنباله‌دار آمده باشد.»
اما این کشف، امکانات تحقیقاتی برای مطالعۀ گازهای به دام افتاده در عمق کره زمین را نیز نشان می‌دهد. دکتر آویس گفت: «مطالعه گازهایی که در سنگ‌های باستانی به دام افتاده‌اند، دیدگاه‌های جدیدی را برای درک ما از منشأ و تکامل عناصر فرّار زمین، که عوامل کلیدی برای قابلیت سکونت سیاره ما هستند، ارائه می‌دهد.» این تحقیق در مجلۀ Nature Communications به چاپ رسیده است.
منبع: http://bigbangpage.com
