نظرية جديدة تفسر كيفية وصول المياه إلى الأرض

في بداية تكوين الأرض، كانت درجة حرارتها مرتفعة جدا لدرجة أنها لم تتمكن من الاحتفاظ بالجليد، ما يعني أن المياه على كوكبنا يجب أن تكون قد نشأت من مصادر خارج الأرض. وتشير الدراسات الحديثة إلى أن المياه السائلة كانت موجودة على الأرض بعد نحو 100 مليون سنة من تشكيل الشمس، وهو ما يعد علميا "على الفور" (أو فوريا) في المقياس الزمني الفلكي.
ولسنوات، كان علماء الفيزياء الفلكية في جدل حول كيفية وصول المياه إلى الأرض. وتقول إحدى الفرضيات القديمة إن المياه قد تكون نتاجا لتكوين الأرض نفسها، حيث أُطلقت عبر الصهارة خلال الانفجارات البركانية، وكان معظم الغاز المنبعث هو بخار الماء.
ومع مرور الوقت، تطورت هذه الفرضية لتأخذ بعين الاعتبار المذنبات الجليدية كسبب محتمل للمياه على الأرض، بعدما أظهرت دراسات تركيب المياه على كوكبنا أن مصدرها ربما كان من خارج الأرض.
وتعتبر المذنبات، التي تتكون من خليط من الجليد والصخور وتشكلت في المناطق البعيدة عن الشمس، المصدر المحتمل. وبالإضافة إلى ذلك، اقترح بعض العلماء أن الكويكبات في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري قد تكون قد أسهمت في إمداد الأرض بالمياه أيضا.
ومن خلال دراسة الصخور التي جُمعت من المذنبات والكويكبات عبر النيازك التي سقطت على الأرض، تمكّن الباحثون من تقديم رؤى جديدة. فبينما حللوا نسب الهيدروجين الثقيل (الديوتيريوم) إلى الهيدروجين العادي، تبين أن المياه على الأرض تتطابق بشكل أكبر مع المياه الموجودة في الكويكبات الكربونية، التي تحتوي على آثار قديمة للمياه.
وركز الباحثون على دراسة آليات فلكية قد تكون قد نقلت هذه الكويكبات الغنية بالمياه إلى سطح الأرض في بداية تكوينها. وقد ظهرت عدة نظريات تفسر هذه الحركة، مشيرة إلى أن التفاعلات الجاذبية بين الكواكب الصغيرة ربما أدت إلى دفع هذه الكويكبات بسرعة نحو الأرض.
إقرأ المزيد العلماء يحددون متى ظهرت المياه على كوكب الأرض
ولكن بدلا من أن يكون هذا الحدث دراماتيكيا، افترض الباحثون أن نقل المياه إلى الأرض كان قد حدث بطريقة أكثر طبيعية، مع اعتبار أن الكويكبات كانت جليدية عند تكوينها في "الشرنقة الكوكبية الأولية"، وهي قرص ضخم غني بالهيدروجين والغبار يحيط بالنظام الشمسي الناشئ. ومع مرور الوقت، ارتفعت درجة حرارة الكويكبات بسبب تأثيرات الشمس، ما أدى إلى ذوبان الجليد وتحوله إلى بخار ماء في الفضاء.
ونتج عن هذه العملية تكوّن قرص من بخار الماء حول حزام الكويكبات. ومع تشتت هذا البخار نحو الشمس، اصطدم بالكواكب الداخلية مثل الأرض، ما أدى إلى "سقايتها" بهذا البخار.
وعندما امتصت الأرض المياه، بدأت العمليات الطبيعية مثل التكثف والتبخر، ما أدى إلى تشكيل المحيطات والأنهار، وبدء دورة المياه المستمرة التي ما زالت تحدث حتى اليوم.
ومن خلال النموذج الجديد، تمكن الباحثون من حساب كمية المياه التي كانت ضرورية لتكوين المحيطات والأنهار على الأرض.
وأظهرت البيانات الحديثة من بعثات مثل "هايابوسا 2" و"أوزيريس ريكس"، التي استكشفت الكويكبات المشابهة لتلك التي ساهمت في تكوين قرص بخار الماء الأولي، دعما إضافيا لهذه الفرضية.
وتتضمن الخطوة التالية استخدام المحاكاة الرقمية لدراسة عملية إزالة الغازات من الجليد، وتشتت بخار الماء، وكيف تم التقاطه من قبل الكواكب.
التقرير من إعداد كوينتين كرال، عالم الفيزياء الفلكية في مرصد باريس - PSL، جامعة السوربون، جامعة باريس سيتي.
المصدر: إندبندنت

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

روسيا اليوم

٠١-٠٥-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

اكتشاف مصدر جديد للذهب في الكون المبكر!

واحتوى الكون المبكر بعد الانفجار العظيم على الهيدروجين والهيليوم وكميات ضئيلة من الليثيوم. وبدأت النجوم في تكوين عناصر أثقل، بما في ذلك الحديد. لكن ظل منشأ العناصر الأثقل من الحديد مثل الذهب، وكيفية انتشارها عبر الكون، أحد أكبر الألغاز في الفيزياء الفلكية. وأوضح أنيرود باتيل طالب الدراسات العليا في جامعة كولومبيا بنيويورك، أن هذه هي المسألة الأساسية تتعلق بأصل المادة المعقدة في الكون. وهي لغز مثير لم يُحل حتى الآن". وباستخدام بيانات أرشيفية على مدى 20 عاما من تلسكوبات ناسا ووكالة الفضاء الأوروبية، اكتشف العلماء دليلا على مصدر غير متوقع للعناصر الثقيلة، وهو انفجارات النجوم المغناطيسية (الماجنيتارات). حسب تقديرات الفريق البحثي، يمكن لهذه الانفجارات الهائلة أن تكون قد أنتجت حوالي 1-10% من العناصر الثقيلة في مجرتنا. ونظرا لوجود الماجنيتارات في الكون المبكر، فقد يكون الذهب الأول قد تشكل بهذه الطريقة. يذكر أن الماجنيتار هو نجم نيوتروني يتمتع بمجال مغناطيسي هائل. ورغم خصائصه الفريدة (كثافته عالية لدرجة أن مِلعقة صغيرة من مادته تزن مليار طن على الأرض)، إلا أنه عرضة لـ"هزات نجمية" تُسبب تشقق قشرته وانبعاث إشعاعات قوية تُعرف بالانفجارات العملاقة. رُصدت 3 من هذه الانفجارات فقط في درب التبانة وسحابة ماجلان الكبرى، و7 أخرى خارجها. وافترض باتيل وفريقه أن إشعاعات هذه الانفجارات قد ترتبط بتكوين العناصر الثقيلة عبر "عملية التخليق النووي السريع"، حيث تحوّل النيوترونات النوى الذرية الخفيفة إلى نوى أثقل. ويفتح هذا الاكتشاف نافذة جديدة لفهم أصل أثمن المعادن في كوننا! المصدر: اكتشف فريق دولي من علماء الفلك لأول مرة سحابة كبيرة من الهيدروجين الجزيئي على مسافة قريبة نسبيا من النظام الشمسي تبلغ حوالي 300 سنة ضوئية.

روسيا اليوم

٣٠-٠٤-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

ابتكار محفز يحول ثاني أكسيد الكربون إلى حمض الفورميك

أشار المكتب الإعلامي للمدرسة العليا للاقتصاد التابعة للجامعة الوطنية للبحوث إلى أن هذه المادة الخام ذات قيمة عالية للصناعات الكيميائية. كما أن استخدامها يُسهم في تبسيط تقنيات معالجة ثاني أكسيد الكربون، مما يُسهّل تطبيقها صناعيا. وصرح البروفيسور أندريه فاسينكو قائلا: "لقد نجحنا في جعل العملية أكثر استقرارا وملاءمة للتطبيق على نطاق واسع، مما يعني أننا قد خطونا خطوة كبيرة نحو تطبيق عملية الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون في الإنتاج الصناعي الفعلي. ويمكن لهذه التقنية أن تكون مفيدة ليس فقط في تخليق حمض الفورميك، بل أيضا في العديد من العمليات الأخرى المتعلقة بمعالجة ثاني أكسيد الكربون." ووفقا له، ابتكر العلماء خلال السنوات العشر الماضية عشرات المحفزات القادرة على شطر جزيئات ثاني أكسيد الكربون وتحويلها إلى مركبات عضوية مختلفة مناسبة للاستخدام كوقود أو مواد خام للصناعات الكيميائية. ولكن حتى الآن، لم تستخدم هذه التقنيات عمليا بسبب كفاءتها المنخفضة، والتكلفة العالية للمواد الكيميائية، وقصر عمر المحفزات. ويعود سبب انخفاض كفاءة هذه العملية إلى أنه أثناء الاختزال الكهروكيميائي لثاني أكسيد الكربون يتحرر الهيدروجين كناتج ثانوي. ويمكن تجاوز هذه المشكلة باستخدام محاليل قلوية محتوية على أيونات البوتاسيوم، ما يؤدي إلى زيادة تكلفة العملية وتكوين رواسب تسد المفاعل وتعوق عمله. وعند استخدام بيئة حمضية، تتدهور المحفزات بسرعة وتفقد فعاليتها. وقد اتضح للباحثين الروس والصينيين أنه يمكن حل هذه المشكلة عن طريق تغليف الجزيئات النانوية لأكسيد الإنديوم (In2O3) المحفز، بطبقة كربون رقيقة، حيث وفقا لحسابات الكمبيوتر، تحمي هذه الطبقة المادة من التلف في بيئة حمضية وتخلق مجالا كهربائيا يبقي أيونات البوتاسيوم على سطح المحفز. أي يمنع ترسيب البوتاسيوم ويمنع الآثار الجانبية غير المرغوب فيها. ولتأكيد نتائج الحساب، صنع الباحثون جزيئات أكسيد الإنديوم النانوية المغلفة بالكربون. وأظهرت التجارب أنه حتى في بيئة شديدة الحموضة ذات محتوى منخفض من أيونات البوتاسيوم، ظل المحفز نشطا لأكثر من 100 ساعة ، مع تحقيق كفاءة بنسبة 98.9 بالمئة. واستنتج العلماء أن إدخال هذه التكنولوجيا في المنشآت الصناعية يمكن أن يجعل معالجة ثاني أكسيد الكربون أكثر ملاءمة للبيئة ومربحة اقتصاديا. المصدر: تاس يشير التقرير السنوي للمنظمة العالمية للأرصاد الجوية عن المناخ، إلى أن تركيز ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي عام 2023 بلغ نحو 420.0 ± 0.1 جزء في المليون. طوّر باحثون من روسيا غشاء بوليمر يمرر غاز ثاني أكسيد الكربون بنشاط أكثر بحوالي 60 مرة مقارنة بالنيتروجين ومواد أخرى. ستبدأ روسيا في غضون عامين بالتقاط وتخزين ثاني أكسيد الكربون تحت الأرض، الأمر الذي سيساهم في تخفيف آثار تغير المناخ ويحد من ارتفاع درجات الحرارة. يمكن لبكتيريا معروفة أن تحول ثاني أكسيد الكربون من الهواء إلى بلاستيك حيوي، وتعالج مشكلتين عالميتين في خطوة واحدة سريعة، باستخدام نظام نموذج أولي صممه مهندسون كيميائيون في كوريا.

روسيا اليوم

٣٠-٠٤-٢٠٢٥

• روسيا اليوم

روسيا.. تطوير أغشية ذهبية رقيقة جدا للشاشات المرنة

وتُعتبر هذه المادة واعدة لاستخدامها في تصنيع شاشات إلكترونية مرنة وخلايا شمسية شفافة، وفقا لما أعلنته الخدمة الصحفية في معهد الفيزياء الحرارية التابع لأكاديمية العلوم الروسية الذي يشرف على المشروع. وتعتمد الطريقة التي استخدمها العلماء الروس على ترسيب ليزري نبضي في جو مضطرب، وبفضل الضبط الدقيق لمعايير الضغط وطاقة النبض الليزري، يتم التوزيع المتحكم فيه لطاقة ذرات الذهب، مما يتيح تكوين غشاء يوصل الكهرباء باستمرار. ويقول العلماء إن الميزة التكنولوجية الرئيسية للطريقة المطورة تكمن في توافقها مع خطوط الإنتاج الحالية دون الحاجة لعمليات معقدة واستخدام مواد نادرة وسامة. وعلاوة على ذلك فإن الغشاء يحتفظ بخصائصه على مختلف أنواع القواعد، بما فيها السيليكون والكوارتز، ويتمتع باستقرار حراري فائق. ويفتح ذلك آفاقا لاستخدام مثل هذه الأغشية في الإلكترونيات الحديثة، مثل الشاشات المرنة والخلايا الشمسية الشفافة وواجهات الأعصاب الاصطناعية والأنظمة الحساسة. وقد شارك في البحث معهد "كوتاتيلادزه" للفيزياء الحرارية ومعهد "رزانوف" لفيزياء أشباه الموصلات وجامعة "نوفوسيبيرسك" الحكومية ومعهد الأتمتة وإدارة العمليات التابع لأكاديمية العلوم الروسية والجامعة الفيدرالية للشرق الأقصى. وتم دعم البحث من قبل الصندوق العلمي الروسي، ونُشرت نتائجه في مجلة Applied Surface Science. المصدر: تاس ابتكر علماء روس جهازا يسمح بإنتاج الهيدروجين بنقاء 99.96 بالمئة وحصلوا على براءة اختراع رسمية.