تعتمد الحياة على الأرض على البحار والأنهار والأمطار
لكن هل كوكبنا الأزرق فريد؟
أم قام الكون بتكوين عوالم مائية كثيرة أخرى مثله؟
لو قمنا بفكّ أسرار محيطات الأرض الأولى سنقوم بفكّ
أسرار الحياة الفضائية
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com
"طرق عمل الكون"
"المحيطات الأولى"
الأرض هو الكوكب الوحيد الذي نعلمه
بمحيطاتٍ من الماء السائل تُغطّي سطحه
وهو الكوكب الوحيد الذي نعلمه بحياة
لو نظرتم لكل كائنٍ حي على الأرض
فترون أن كل كائن به جزء من الماء
يكوّن أجهزته
إنما نحن أكياس من الماء الذي يسمح للموادّ الكيميائية بالتحرّك
والقيام بأشياءٍ ندعوها حياة
على الأرض، الماء السائل والحياة يتماشيان يدًا بيد
لكن كيف نحن محظوظون بامتلاك واحة مائية ندعوها الموطن؟
لدينا الكثير من الماء
هل تكوّن هنا عندما تكوّنَت الأرض
أم جلبه شيءٌ هنا لاحقًا من الفضاء؟
هل امتلاكنا لعالم مائي كهذا ضربة حظ؟
أم أمرٌ محتوم؟
تمعّن العلماء طويلاً وجيّدًا في أصول
مياه الأرض، وما اكتشفوه كان مذهلاً
ما كان ليحظى كوكبنا بالماء مطلقًا
الموقع الذي تقع به الأرض حاليًا يبدو جافًا للغاية
فلو تكوّنَت الأرض كصخرة جافّة حول نجمٍ يافعٍ حارّ
فكيف أتى الماء هنا؟
لكلّ احتمالية مشاكلها، ونريد الإجابة
اقتفاء المصدر الصحيح لمياه الأرض
بالغ التعقيد
تبدأ الرحلة قبل 4.6 بليون عام
إبّان تكوين نظامنا الشمسي
تتعلّق سحابة ضخمة من الغاز والغبار في الفضاء
داخل تلك السحابة، تتكاثر ذرّات الهيدروجين والأوكسجين
الأوكسجين إحدى أكثر الذرّات وفرة في الكون
الهيدروجين أكثر ذرّة متوفّرة في الكون
ستحظون بالكثير ممّا يُكوّنان
،على مدار ملايين السنوات
تتّحد تلك الذرّات عالية التفاعل معًا لتكوّن المياه
الماء جزيء بسيط إلى حدّ ما
يتألّف من ذرّتَي هيدروجين وذرّة أوكسجين
هذا الماء حديث التكوين يلتصق بحبّات الغبار
داخل سحابة الغاز
ويتنامى ببطء إلى بلّورات من الثلج
في النهاية، السحابة الغبارية الثلجية تصير كثيفة للغاية
بحيث تبدأ بالانضغاط تحت الجاذبية
هذا يبدأ عملية تكوين نظامنا الشمسي
ثمّة ماء يكفي هنا
لملء محيطات الأرض أكثر من ثلاثة ملايين مرّة
عندما نرى النجوم التي تتكوّن الآن
ونقوم بدراسة المئات والآلاف منها
نرى أقراصًا من الموادّ تبدأ بالدوران حول
النجوم اليافعة .. الغاز والغبار
وهناك بالتأكيد بعضٌ من المياه في تلك الموادّ
تجذب الجاذبية المزيد والمزيد من الموادّ
إلى مركز السحابة
رافعة الضغط والحرارة
في النهاية، القوى الكبيرة تحثّ الاندماج
...ونجمٌ أوّلي .. شمسنا الوليدة
تتفجّر حيّة
أخبارٌ سيّئة للماء المحيط بالنجم الوليد
بيئة النجم وقت تكوينه
بالغة السخونة والعنف
أيّ ماء كان يتواجد في تلك المنطقة
لأن الماء عنصرٌ طيّار .. سيتلاشى
لا يمكن أن يتواجد الماء قُرب نجمٍ في بداية تكوينه
يعتقد الفلكيون أنّ الشمس اليافعة ربما ابتلعَت
أغلب الغبار والماء الذي يحيط بها
ثمّ قامت بتفجير تلك النثائر
بعيدًا نحو الفضاء في أعمدة بالغة السخونة من البخار
في أنشط بقاع الأرض البركانية
عمليّة مماثلة تُفجّر الماء الساخن عاليًا في الهواء
في عمق الأرض، يتمّ تسخين الماء بشدّة
وليس له مَنفث عندما يتحوّل إلى بخار
ويُساق للخارج في تلك الأعمدة الضخمة
لدى النجوم الأوّلية الكثير من الماء حولها
والحقول المغناطيسية حول النجم الأوّلي تصنع في الأساس
أنفاقًا يستطيع الماء الخروج منها
ويتمّ دفعه للخارج عبر تلك الأنفاق في منافث عملاقة
التي تقوم بنشر الماء للخارج عبر المجرّة بأكملها
في الفضاء، الماء بالغ السخونة يهرب عبر
البقاع ضعيفة المغناطيسية لأقطاب النجوم الأولى
جيوب الماء داخل تلك المنافث البخارية الشاسعة
تتصلّب في النهاية في الفضاء البارد لتكوّن كُريّات ثلجية
وتهرب من النجم الأوّلي
أسرع من مقذوفات المدفع الرشاش ثمانين مرّة
أهذا ما حدث بالفعل لنظامنا الشمسي اليافع؟
سيكون الوضع مخيفًا للوجود هناك لرؤية ذلك
لكن من حسن الحظ أنّ مجرّتنا تستمرّ بتكوين النجوم
حتى يمكننا دراسة النجوم الأوّلية عبر المجرّة
وننظر إلى أشياء تشبه كثيرًا
ما حدث للشمس
في 2011، شاهد الفلكيّون تكوين
نجمٍ شبيهٍ بالشمس
أظهرَت مقراباتهم كرة مركزية من الغاز
تجذب الموادّ داخلها من السحب المحيطة بها
قبل أن تدفع الماء للخارج بسرعة
تناهز عشرة ملايين أنهار الأمازون
ربما قامت عملية مماثلة بدفع
أغلب الماء في نظامنا الشمسي الوليد
عندما نضجت الشمس، جفّت المنافث
...وظهرَ خطرٌ جديدٌ للمياه المتبقّية
سيلٌ ساخنٌ من الجسيمات المشحونة المعروفة بالرياح الشمسية
عندما سخنت الشمس
تحوّل الثلج القريب إلى ماء
وعندما ازدادت سخونة الشمس قامت بتحويله لبخار ماء
وعندما بعثَت الشمس رياحها الشمسية وصارت
مضيئة، بدأت بدفع هذا الماء بعيدًا
تهبّ الرياح الشمسية في سيلٍ فوق سمعي من البلازما
من طبقات الشمس الخارجية
تقوم بالاصطدام بالسحابة المحيطة
لتدفع أغلب الغاز وثلج الماء بعيدًا
لم يتبقّ سوى غبارٌ
ببقايا مياه تتعلّق به
من مسافة أبعد من الشمس لدى الرياح الشمسية تأثير أقلّ
وهي أيضًا أكثر برودة
النتيجة حدٌّ من ثلج الماء
يبعد عن الشمس بنصف بليون ميل
معروفٌ بخطّ الثلج
عندما تناقش الفلكيّون عن خطّ الثلج، فكانوا يتساءلون
ما هي المسافة التي يتمكّن فيها الماء من التكثّف بعيدًا عن الشمس؟
أين صار الماء باردًا بما يكفي ليتكثّف
إلى قطيرات ويصير جسيمات ويصبح ثلجًا؟
لو كان أقرب من ذلك لظلّ غازًا
أوّل وأضخم كوكب في النظام الشمسي
كانت بدايته عند خط الثلج
حيثما كان الثلج في أكثر سماكته، حدثَت تجمّعاتٍ له
وانجذَب لبعضه بالجاذبية وتنامَى
تنامَت كرة ثلجية ضخمة
قامت بجذب كلّ الموادّ حولها
لتصنع في النهاية كوكب المشتري الغازي العملاق
حيثما تكون كرة الثلج في أقلّ سماكتها تتكوّن عملية مماثلة
...الكواكب الغازية الأخرى
زحل وأورانوس ونيبتون
في الجانب الداخلي الجافّ من خط الثلج، يتجمّع الغبار معًا
...ليكوّن عائلة من الكواكب الصخرية الصغيرة
بما فيها الأرض
يعتقد أكثر الفلكيّين أنّ كوكبنا تَكوَّن
من صخور يابسة ليس أكثر
بقطيرات مجهرية من الماء ملتصقة بها
لكن حتّى هذا المخزون القيّم من الماء مهدّدٌ
بأعنف حدثٍ في تاريخ كوكبنا
نظامنا الشمسي قبل 4.6 بليون عام
ما الأرض إلاّ إحدى الكرات الصخرية الضخمة
التي تكوّنَت حول الشمس
وجاذبية كوكبنا اليافع
تستمرّ في جذب قطع النثائر
من سحابة الغبار المحيطة
الصخور التي تضرب الأرض تحمل كمّيات صغيرة من المياه
مخلّفات وقتٍ قبل أن تُضاء فيه الشمس حيّة
عالم الكواكب "دان دوردا" يعتقد أن هذا الماء
قلّما لديه الفرصة لينجو على الأرض الوليدة
بفِعل تأثيرات السخونة للضربات العديدة عالية السرعة
بناء كوكب عمليّة بالغة العنف
يمكن عرضها بسهولة هنا
بالتصادم عالي السرعة لرَصاصة
هذه ضربة واحدة
عندما تقوم الرصاصة بثقب الهدف
تتحوّل بعض طاقتها الحركيّة إلى حرارة
ويمكنكم رؤية هذا الانبعاث الساخن المفاجئ
باستخدام الكاميرا الحرارية
في حالة التصادم الحقيقي، اصطدام كويكب ضخم
فإن الطاقة أعظم، إنّ الصخر يُذاب بالفعل
،وقبل 4.5 بليون عام كانت تحدث تصادمات كهذه
كلّ شهر
لنرى ما لدينا بالأعلى
يُرينا المدفع الرشاش الحرارة
التي تنقلها اصطدامات الكويكبات العديدة
الأثر التراكمي لتلك التصادمات هو تسخين
سطح الأرض قرابة حرارة الصهارة
حرارة قريبة من الحمم
الطاقة المشتركة للتصادمات
تغلي سطح الأرض اليافعة
هناك تصادمات جَمّة
وهذا نشاط عالي الحرارة
فلو كان هناك ماءٌ موجود، فمن الصعب جدًا
أن يظلّ محمولاً عليه بسبب الحرارة والطاقة
ربما هرب الماء
بعد ستين مليون عام
تباطأ بناء الكوكب
وبرد سطح الأرض بما يكفي ليكوّن قشرة
وقام بحبس الماء المتبقّي المحتمَل داخله
لكن ليس لوقتٍ طويل
لدى النظام الشمسي الأوّلي المزدحم كواكب أكثر من الآن
يندفع أحدها - ثِيا - نحو الأرض
يقتلع ثيا قطعة كبيرة من قشرة كوكبنا
تصنع الشظايا الصخرية حلقة عملاقة من النثائر
التي ستلتحم في النهاية لتكوّن القمر
الأرض المتمايلة من التصادم ترجع إلى كرة من الحمم
وتقوم الحرارة بالتخلّص من المزيد من المياه
قام التصادم مع ثيا بترك قشرة الأرض جافة للغاية
فمن أين أتى الماء الذي نراه اليوم؟
هناك احتمالان ممكنان ليس إلاّ
حتى يبقى الماء فإمّا عليه
الانطمار في عمقٍ كافٍ في الصخور حتى لا يتلاشى
أو يتبخّر، أو أن يأتي للأرض بعد تكوينها
هل تَكوّن كوكبنا في الأصل
من صخور أرطب مما تسمح به النظريّات التقليديّة؟
أم انتقلَت المحيطات إلى الأرض
من مكانٍ آخر لاحقًا؟
بادئ ذي بدء، الانتقال هو الخيار المحتمل
بعيدًا وراء مدار نيبتون
يقع شريط ضخم من الموادّ الثلجية يسمّى حزام كايبر
يتألّف من مخلّفات الوحدات البنائية
للكواكب الغازية العملاقة
أجزاءٌ من تلك النثائر الثلجية، المعروفة بالمذنّبات
تندفع أحيانًا نحو النظام الشمسي الداخلي
هل قامت تلك المذنّبات الغازية بجَلب الماء للأرض الأولى؟
المذنّبات في الأساس كرات ثلجية ضخمة متّسخة
إنها كرات ضخمة من الجليد بها صخور وحصوات
وجمرات وغبار منغمسةٌ بها
نعتقد أنّ خمسين بالمئة من المذنّب يتألّف من الجليد
فلو نظرتم إلى كلّ شيء في النظام الشمسي
محاولين البحث عن مصدر للمياه على الأرض
فهناك إجابة واضحة
عليكم النظر إلى المذنّبات
المذنّبات المندفعة تمثّل إحدى
أروع المشاهد في سماء الليل
عندما تقترب من الشمس تقوم الرياح الشمسية بتفجير المياه
من سطح تلك الكرات الثلجية الغبارية
فتولّد ذيلاً لامعًا قد يمتدّ
لملايين الأميال
اليوم، تعتبر المذنّبات زائرين نادرين
للنظام الشمسي الداخلي
لكن قبل أربعة بلايين عام، كانت كثيرة
وكانت الأرض في مرماها
من المعقول تمامًا أن نتوقّع أنّ هذه الأجسام الثلجية
من النظام الشمسي الخارجي تأتي للداخل وتضرب الأرض
السؤال هو كم ساهمَت
الصخور الموجودة بُعَيد تكوين القمر
تُظهر امتلاك الأرض اليافعة لمحيطات شاسعة
يقوم العلماء بحساب عدد التصادمات المطلوبة لملئها
الأعداد مهولة
تأتي المذنّبات بمختلف الأحجام
ولو أخذنا المذنّب المتوسّط
فيحتاج الأمر لعشرين أو ثلاثين مليون مذنّبٍ
لصُنع محيطات الأرض
لو قامت ملايين المذنّبات بجلب الماء
للأرض اليافعة، فلابدّ وأنها قامت بذلك
في فترة قصيرة، وبُعَيد تكوين القمر
يبحث العلماء في النظام الشمسي عن دليل
لهذا الهجوم الثلجي السريع
...ووجدوه في أقلّ البقاع احتمالية
قمرنا عديم الماء كما يبدو
الأرض هي الكوكب الوحيد في النظام الشمسي
...التي تغطيها المحيطات
،حوالي 320 مليون ميل مكعّب منها
تغطّي سبعين بالمئة من سطح الكوكب
رغم وفرتها، فإنّ مياه الأرض تحيّر
الخبراء لأن قشرة كوكبنا كانت جافّة للغاية
لو نظرتم لبقاع توزيع المياه
،في نظامنا الشمسي فلا توجد قطعٍ من الثلج هنا
في النظام الشمسي الداخلي
فكيف لكوكبنا الأرض، القريبة من الشمس
أن تنتهي بتلك المياه الوفيرة؟
ربما أتت المياه من وراء خط الثلج
جلبَتْها المذنّبات الثلجية
لكن تطلّب الأمر عشرات ملايين التصادمات
لتملأ محيطات الأرض
امشوا اليوم على شاطيء محيط وانظروا
لهذه المياه الشاسعة وفكّروا في قدومها
في قطعٍ صغيرة من الجليد هنا على الأرض
إنها فكرة مذهلة
لو جلَبَت المذنّبات محيطات الأرض
ما الذي جعل الكثير منها يصطدم بكوكبنا؟
الدليل مخبّأ داخل فُوّهات القمر
حسنًا، لدىّ صورة هنا
التقط تلك الصخرة الصغيرة .. هنا
،في سبعينات القرن العشرين قام روّاد "أبوللو" بجمع صخورٍ
من أضخم فوّهات القمر لتحديد وقت تكوينها
أحضروها لمختبراتنا
وأمكننا تأريخها .. متى تكوّنَت تلك الصخور؟
افترَض علماء جيولوجيا الكواكب أنّ تلك الفوّهات
تفجّرَت وقت تكوين القمر تقريبًا
كانت حتمًا مفاجأة كبيرة
وجدنا أنّ العديد من أحواض التصادمات الضخمة على القمر
لم تتكوّن في أوائل أيّام تكوين
القمر لكن بعدها بمئات ملايين السنوات
أثناء حِقبة ندعوها القصف الشديد المتأخّر
متأخرّ لأنه حدث بمئات ملايين السنوات
بعد تكوين الأرض والقمر
بدأ القصف الشديد المتأخّر
عندما اصطفّ العملاقة الغازيون
جاذبيتهم المشتركة قامت بقلقلة حزامٍ ضخمٍ من المذنّبات
قُرب المرّيخ
فترسل وابلاً من الصخور نحو الأرض والقمر
والكواكب الداخلية الأخرى
يتأرجح نيبتون للخارج
فيصطدم بمذنّبات حزام كايبر
ويقذف العديد منها باندفاعٍ للداخل أيضًا
وانفتح باب الجحيم
يختفي تسعة وتسعون بالمئة من حزام كايبر وحزام الكويكبات
تُقذَف أجسامٌ عدّة بكلّ مكان
إننا ننظر إلى القمر، ونرى أنه مندوب
إنه مغطّى .. بفوّهات
...لم تفلت الأرض بطريقة سحرية ما من
من هذا القصف
...لكلّ فوّهة ترونها على القمر
...ولأن الأرض هدفٌ أكبر في الفضاء
تتكوّن حوالي 20 أو 30 فوّهة على الأرض
لا نراها بالضرورة في كلّ مكان حاليًا
لأنه كوكب نشط بعمليات جيولوجية
قامت بمحو تلك الفوّهات
ضُربت الأرض بالقصف الشديد المتأخّر
لكن كم عدد الاصطدامات التي تأتي من مذنّبات غنيّةٍ بالماء؟
لا ندري، وإحدى أبرز التساؤلات العلميّة
هل أتت المذنّبات لنقل
مياه المحيط في هذا الوقت؟
لو قامت المذنّبات بتكوين محيطاتنا
فربما خلّفَت وراءها بصمة كيميائية فريدة
لأنه ليست كلّ المياه ذاتها
على الأرض، لكل عشرة آلاف قطرة من المياه العادية
..تتواجد ثلاث قطرات من المياه شِبه الثقيلة
جزيءٌ نادر يتكوّن من الديوتيريوم بدل الهيدروجين
الديوتيريوم نواة هيدروجين عادية
لكن بدل أن تكون بروتونًا في حدّ ذاتها
فإنها بروتون ونيترون مرتبطان معًا
النيترون الزائد في الديوتيريوم يضيف وزنًا
ولهذا فإن الماء الذي يتكوّن "من تلك الذرات يسمّى "ثقيلاً
الماء شبه الثقيل يتكوّن بطريقة أسهل في الأجواء الباردة
لذا قامت حوافّ النظام الشمسي بتكوينه
أكثر من المناطق القريبة من الشمس
نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين هي مجسّ حساس للغاية
لمكان تكوين المياه في نظامنا الشمسي
ولهذا، يمكننا النظر إلى وفرة الماء الثقيل
لتحديد مَنشأ وكيفية تكوين تلك المياه
في 1986، حاز العلماء على فرصتهم الأولى
لاختبار كيمياء مياه المذنّب
عندما قام مذنّب "هالي" بزيارة عابرة
إلى سماء الليل
يبحث الفلكيّون عن البصمة المميّزة
للماء شبه الثقيل، لكن لم تكن النتيجة
كما كانوا يتوقّعون
قاموا بقياس وزن الماء للمرّة الأولى ووجدوا
أنه أثقل من محيطات الأرض مرّتين
مرّ مذنّب هيوكوتاكي وهيل بوب في تسعينات القرن العشرين
هذان المذنّبان الذان شوهدا حديثًا بعمر المذنّبات
التي اصطدَمت بالأرض
أثناء القصف الشديد المتأخّر
لكن اتّضح أنّ هيوكوتاكي وهيل بوب يملكان
مياه شبه ثقيلة أكثر بكثير من محيطات الأرض
بدأ الناس في القلق لأن مجموع
مياه الأرض كما قيست بالمحيطات
لا يمكن أن تتألّف من تلك المذنّبات وحسب
في 2014، مسبار الفضاء روزيتا
قام بقياس مذنّب عن قُرب ...وحسمَت النتائج القضيّة
محتوى الماء شبه الثقيل
أكثر ثلاثة أضعاف من المياه على الأرض
عمومًا، المحتوى الكيميائي لمحيطات الأرض
والغلاف الجوّي يختلف
عن المحتوى الكيميائي للمذنّبات
عندما تنظرون إلى صفة الهيدروجين في جزيئات الماء
الذي يكوّن المذنّبات الذي قمنا بقياسه حتى الآن
فلا يماثل تمامًا صفة الماء
الموجود على كوكبنا
يتّضح لي أنّ المذنّبات لم تجلب
كافّة مياة الأرض
إن لم تكن الكرات الثلجية المتّسخة هي المسؤولة، فما المسؤول؟
مرشّحٌ غير محتمل بدأ في الظهور
في 2011، المسبار الفضائي دون
قام بالتحليق قرابة الكويكب العملاق فيستا
اعتدنا التفكير أن الأجسام الصخرية مثل فيستا كانت جافّة للغاية
لكن رأي فريق الملاحظة دليل وجود الماء
على السطح
واتّضح أنّ ماء فيستا يضاهي كيميائيًا
محيطات الأرض
نوع الماء مماثلٌ تمامًا لما نعتقد أنه يساهم
في تركيب المياه على الأرض
لذا هناك دليل دامغ أن تلك الأنواع
من الكويكبات كانت تطرح المياه على الأرض
حوّل العلماء تركيزهم من المذنّبات إلى الكويكبات
لكن كيف أتت هذه الصخور التي تبدو جافّة بماءٍ يكفي
لملء محيطات الأرض؟
قد يقع التفسير في البقايا كثيرة التردّد
لكوكب غير مكتمل
اليوم، يأوي نظامنا الشمسي
...أربعة كواكب صخريّة
عطارد
الزهرة
الأرض
والمرّيخ
لكن كان ينبغي وجود خمسة
قبل بلايين الأعوام، كانت تتكوّن الكواكب
في كافّة أنحاء نظامنا الشمسي
لكن كانت هناك منطقة بين المريخ والمشتري
حيث عملَت جاذبية المشتري على تمزيق
أيًا ما كان يحاول التكوّن
اليوم، البقايا المتناثرة للكوكب الصخري غير المكتمل
تملأ ساحة المعركة الجذبية تلك
تُكوّن نثائرها حزامًا ضخمًا من الأنقاض
حول الشمس يسمّى حزام الكويكبات
الصخور داخل حزام الكويكبات تتراوح في الحجم
من حبّات رمال إلى صخور عملاقة
بعرض مئات الأميال
عندما بدأتُ في دراسة عمل ..الفلك، أطلقنا عليها صخورًا
صخورًا جافّة
نُدرك الآن وجود الكثير من المياه
ربما حتى مياه سائلة على بعض الكويكبات الأضخم
إدراكنا الجديد لمياه الكويكبات
،يأتي من دراسة النيازك
نثائر صغيرة من حزام الكويكبات
التي تقع أحيانًا على الأرض
لدىّ عيّنة من نيزك يسمّى
كوندرايت كربوني
ومظهره وملمسه جافّ إلى حدّ ما
لكن بوسعي إخباركم أن العيّنة تحتوي
على عشرين بالمئة من وزنها على مياه
حتى التصادم لا يُحرّر الماء المخبّأ
لأنّ الماء مرتبطٌ كيميائيًا بالعناصر
التي تؤلّف الصخرة
...ولنرى إن كان يمكننا الحصول على حرارة على
المِلهب
تسمح الحرارة لجزيئات الماء أن تفصل
روابطها الكيميائية وتنفلت كبخار ماء
انظروا لكلّ تلك المياه الخارجة
هذه العيّنة الصغيرة من النيزك تَبعث
كافّة هذا الماء
هذا دليلٌ مباشر ملموس لكمّية الماء
الكمية الكبيرة من المياه التي يمكن أن يتمّ نقلها
للأرض من تصادم الكويكبات
قبل أربعة بلايين عام
حدثَت تصادمات كويكبية عديدة بالأرض
أثناء القصف الشديد المتأخّر
كلّ تصادم يولّد انبعاثًا شديدًا للحرارة
التي تحرّر الماء المحصور داخل الكويكب
يسقط بخار الماء مجددًا للأرض على هيئة مطر
وتتواجد نفس هذه المياه اليوم في محيطاتنا
...وأنهارنا
حتى في أكواب قهوتنا
عندما ننظر إلى بصمة الديوتيريوم
في مياه الأرض، فإنها تضاهي
النيازك والكويكبات أكثر من المذنّبات
لذا فإن بعض الماء يأتي من المذنّبات
لكن أغلب المياه في أجسادكم حاليًا
ربما أتت من حزام الكويكبات
حتى حديثًا، الكويكبات حاملة المياه
قامت بحلّ غموض محيطات الأرض الأولى
لكن يفترض اكتشاف جيولوجي جديد
أن تلك التصادمات تحكي جزءًا وحسب من القصّة
هناك كمّية مذهلة من المياه
على سطح الأرض
يحتوي المحيط الهادئ على منطقة بحجم نصف
سطح الأرض تقريبًا، ملايين وملايين
الأميال المكعّبة من المياه
ومع ذلك فهي ليست كلّ المياه على الأرض
يوجد بعضٌ منها تحت السطح
في السنوات الأخيرة، قام ...الجيولوجيون باكتشافٍ مذهل
طبقة من الصخور الساخنة تقبع تحت قشرة الأرض
تحمل كمّيات ضخمة من المياه
قام خبراء الزلازل بالاكتشاف
بتحليل قعقعة الزلازل
عندما يضرب زلزالٌ ضخم تنتقل موجات الصوت منخفضة التردّد
عبر الطبقات المختلفة لباطن الأرض قبل أن تضرب
القشرة على الجانب الآخر من الكوكب
دراسات تلك القعقعات طويلة المدى تُظهر
تباطؤ بعض الموجات الصوتية عندما تصل إلى
طبقة ساخنة من الصخور
تقبع تحت القشرة بثلاث مئة ميل
وهناك شيءٌ واحد معلومُ يؤخّر مرور
...الصوت عبر الصخور
الماء
إنه ليس كمحيط من الماء
إنها جزيئات مياه مرتبطة بالمعادن
وبجزيئاتٍ أخرى
لكن لو أخذتم تلك المياه وجمعتموها معًا
فنعتقد أنها ستُضيف أكثر من كافة المياه
في كلّ محيطات الأرض قاطبة
هذا المخزون الضخم من المياه تحت الأرض
...لغزٌ حقيقي
لأنه يستحيل للمذنّبات أو الكويكبات
أن تخترق قشرة الأرض بهذا العمق الكبير
إنها في الحقيقة داخل الأرض
لا يبدو وجود طريق سهل لانتقاله من السطح
حتى مئات الأميال نحو طبقة الوِشاح
...لذا يبدو أنّ الماء المتواجد
المكتشَف، أتي مع الأرض وقت تكوينها
لابدّ وأنّ كمّيات ضخمة من المياه كانت ممتزجة
عندما وُلدت الأرض
لكن هذه الحقيقة البسيطة تعني أنّ كلّ ما اعتقدناه
وما عرفناه عن مولد كوكبنا
كان خاطئًا
تقوم حرارة الشمس بتبخير المياه
...من سطح أسخن بقاع الأرض
ميل بعد ميل من كثبان الرمال الحارقة
لا يوجد ماءٌ هنا
قبل خمسة بلايين عام، الصحراء الكونية الكبرى
التي كانت تمتدّ من الشمس اليافعة حتى خط الثلج
جافّة
فكيف لباطن كوكبنا الرطب أن يتكوّن
من هذا الغبار الصخري الجافّ؟
نعتقد أن الموادّ التي كانت تتكوّن
في النظام الشمسي في موضع الأرض الحالي
كانت أكثر جفافًا من الأرض
لذا نعتقد حصول الأرض على مساهمة إضافيّة
من الموادّ الغنيّة بالماء
من أين أتت كل تلك المياه الكونية الإضافيّة؟
لابدّ وأن قام بنقلها شيءٌ بمقدارٍ كبير
من الجانب الرطب لخط الثلج
يأتي دليلٌ من ملاحظة الكواكب الخارجيّة البعيدة
الملتهبة من نجومها الأصليّة
نرى كثيرًا كواكب بحجم المشتري تقع
قُرب نجومها، وربّما بمسافة قريبة للغاية
أقرب أحيانًا من بُعد عطارد عن الشمس
في البداية، هؤلاء العمالقة القريبون من نجومهم
كانوا لُغزًا
كيف تكوّنَت تلك الكواكب بتلك الضخامة بعيدًا جدًا
عن الوفرة الثلجيّة لخط الثلج؟
الحلّ الوحيد .. لابدّ وأن تكوّنَت تلك الكواكب
بعيدًا عن نجومها ثم اقتربَت لاحقًا
نعلم أنّ تلك النوعيّة من الكواكب لا تتكوّن هناك
إنّها ضخمة للغاية
لابدّ وأنّها تكوّنت بعيدًا واقتربَت
انزاحَت نحو نجمها
وهذا مثيرٌ لأنّه يجعلكم تتساءلون
أكان نظامنا الشمسي على هيئته دائمًا كما اليوم
أم تحرّكَت كواكبنا للأمام والخلف؟
ملاحظات الكواكب الخارجيّة دفَعَت الفلكيّين
لافتراض نظريّة جديدة تمامًا عن تكوين
نظامنا الشمسي
معروفة باسم "جراند تاك=التغيّر الكبير للوِجهة"
تفترض النظريّة تغيير المشتري لمساره جذريًا
كان هناك وقت فيه قرص الغبار والغاز
سميك للغاية حول الشمس اليافعة
وأحدث ذلك مقاومة على الكواكب وهي تدور حولها
"في نموذج "جراند تاك
تكوَّن المشتري في الجانب الرطب الأبعد لخط الثلج
لكن بتبطيئه من الموادّ حوله
فتَلولب مدار العملاق الغازي أقرب للشمس
هناك دليل مدهش أنّ المشتري ربّما اقترب
حتّى مدار المرّيخ
وعندما اقترب المشتري
جلَب معه كثيرٌ من الماء فيما وراء خط الثلج
هذه فرصة لدفع العناصر من الخارج
في النظام الشمسي ودفعها للمنطقة التي تتكوّن فيها الأرض
فرصة لإضافة مجموعة من الموادّ الغنيّة بالماء
إلى الأرض التي بدون ذلك كانت ستصير جافّة
وكأنها كاسحة ثلوج ضخمة تقوم بتفجير
،تلك الموادّ وتدفعها للداخل فعندما كانت تتكوّن الأرض
فكان يقوم المشتري ببعثرة مجموعة من الأجسام الثلجيّة
من الجزء الخارجي للنظام الشمسي إلى حيثما تتكوّن الأرض
بينما كانت الأرض لا تزال تتنامى
لولبة المشتري للداخل توقّفَت
بعد مئة ألف عام عندما تكوَّن زحل
عندما حدث تداخُل لجاذبية هذين الكوكبين العملاقين
فقاما بتغيير الوِجهة، مُبتعدَين عن الشمس
الماء الذي خلّفَه المشتري وراءه قام بالاندماج بنفسه وبالغبار
لتكوين الأرض وجيرانها من الكواكب الصخرية
لكن كيف لهذا الماء المحصور داخل الأرض
أن يتحوّل إلى المحيطات الأولى؟
ربما لعبَت البراكين دورًا حاسمًا
تخيّلوا الأرض الوليدة
كفقاعة من النشاط البركاني
أنتم ترون هذه السحب الضخمة من الرماد والغبار تتساقط
لكن يوجد هناك بخار الماء
بخار الماء الذي ربّما برد وتكثّف
في الغلاف الجوي، وقام بتكوين سحب على مدار مئات
وربّما حتى آلاف السنوات
حتى حانت لحظة يتواجد فيها ماءٌ كافي
في الغلاف الجوي ليبدأ بالسقوط مطرًا
كان هناك مطرٌ أوّلي قبل بلايين السنوات
عندما سقطَت المياه البركانيّة مطرًا
على سطح الأرض
...نشأت الأنهار والمحيطات الأولى
قبل القصف الشديد بوقتٍ طويل
والذي جلَب المذنّبات والكويكبات للأرض
بالاستناد على دليل من الصخور
فيظهر أنّ الماء سائل واطنٌ
من أصل كوكبنا
قامَت المذنّبات والكويكبات بجَلب بعض المياه للأرض
،"لكن لو صحَّت نظرية "جراند تاك
فإن المشتري ما نقَل أغلب الماء
الذي نراه يملأ محيطاتنا اليوم
ولم تكن الأرض بالكوكب الوحيد
الذي تمّ تزويده بالماء من غزو المشتري للنظام الشمسي الداخلي
ربما حاز المريخ والزهرة على محيطات من قبل أيضًا
لتقدير روعة كوكبنا الأزرق النابض
علينا البحث عن سبب بقاء الماء لدينا
بينما أصاب الجفاف جيراننا
يميّز الماء مشاهد وأصوات كوكبنا
عندما يكون بخارًا، فإنه يصبغ السماء بسحبٍ متلاطمة
عندما يكون سائلاً، فإنه ينحت اليابسة ويشكّلها
يملأ الماء كلّ خليّة لكلّ كائنٍ حيّ
،وعند رؤيتها من الفضاء فإن محيطات الأرض الزرقاء المذهلة
تكون بارزة عن جيرانها من الكواكب الميّتة الرتيبة
انظروا لأقرب جيراننا
نرى الكارثة التي تحدث عندما تفقد الماء
ليس الماء هامًا وحسب للحياة البيولوجيّة
لكن يتغيّر تطوّر الكوكب
عندما تفقد هذا الجزيء بعينه
نشأت الكواكب الداخلية بأكملها من ذات الموادّ
وهناك دليلٌ قويّ أنّ الزهرة والمرّيخ
كان لديهما محيطات أيضًا
كان للمرّيخ مياه كثيرة في ماضيه
السطح بأكمله مُغطّى بتلك الأنهار
وقيعان الجداول المذهلة الفارغة الآن
لكنها بدَت كما نراها على الأرض
ومع الزهرة، نعتقد أننا نرى دليلاً أنه كان
عالمًا مائيًا أيضًا عندما كان يافعًا، رغم أننا لم نستكشف بعد
الزهرة جيّدًا كما قمنا باستكشاف المرّيخ
لذا يدلّ أفضل برهان لدينا أنّ كافّة تلك
الكواكب قد بدأَت رطبة ومرَّت بطورٍ مائي
من الواضح حدوث شيء في بلايين الأعوام اللاحقة قام بمحو الماء
من تلك الكواكب
لماذا أصاب الجفاف جيراننا؟
قبل 4.5 بليون عام، نشأ عطارد
أقرب كواكب النظام الشمسي للشمس
وهو أصغرها أيضًا
لم يَكدْ يتعدّ عطارد الصغير حجم قمرنا
وعندما يتعلّق الأمر بحمل المياه السطحيّة
فإنّ الحجم هامّ
لو كان الكوكب صغيرًأ فسيفقد الماء
في الفضاء لعدم حَوزته على جاذبية تُمسكه
التالي في الترتيب من الشمس هو الزهرة
قامَت الزهرة القريبة من حجم الأرض بالاحتفاظ بمياهها لفترة
،قبل أربعة بلايين عام بدَت الزهرة والأرض توأمًا
كان لديهما محيطاتُ مياهٍ سائلة
وكان يغطيهما غلافٌ جوّي سميك
لكن الزهرة، الأقرب للشمس من الأرض، ارتفعَت حرارتها
تبخّرَت محيطاتها وضخَّت الغلاف الجوي
حتى ملئه ببخار الماء، غازٌ حبيسٌ قوي
وارتفعَت حرارة الزهرة أكثر
ودارتَ الزهرة في حلقة مفرَغة رهيبة
جفّ الماء من الصخور
حتى المعادن قد تعرّضَت لحرارة عالية
بحيث حرّرَت بخار مائها
كان من المحال أن يتكثّف الماء
كانت ساخنة للغاية، فلم تكن ثمّة أمطار
وارتفع الماء أعلى وأعلى
إلى الغلاف الجوي بمرور الزمن حيث هرب بعيدًا
والآن الزهرة أرضٌ ملتهبة
حارقة تحت غلاف جوّي سميك
من كافّة الكواكب الصخريّة
فإنّ المريخ أبعدها عن الشمس
كان نصفه الشمالي مغطّى في السابق بمحيط
...بعُمق ميل
لكن لم تكن الحرارة أو قلّة الجاذبيّة
ما جعلَت المريخ يفقد مياهه السائلة
تفجّرَت محيطات المريخ بالإشعاع
ليس للمرّيخ مجال مغناطيسي
وتحتاج للمجال المغناطيسي لتحمي نفسك
من الرياح الشمسيّة، تلك الجسيمات تحت الذرّيّة
التي تتفجّر من الشمس
لدى الأرض مجالٌ مغناطيسي يقوم بتوليده
لُبّها الحديدي المذاب الدوّار
هذا المجال يَقي غلافنا الجوّي من الرياح الشمسيّة
المرّيخ أصغر من الأرض
لذا برَد لُبّه ليُغلق مجاله المغناطيسي
فقام بتعريض غلافه الجوّي لوحشيّة الإشعاع الشمسي
لم يحظ ماء المريخ بالحظّ الوفير
الإشعاع القادم يفصل الهيدروجين عن الأوكسجين
الهيدروجين خفيف للغاية
وهرب إلى الفضاء، واختفى
لذا بقي على المرّيخ الكثير من الأوكسجين
لهذا نفترض أنّ المريخ كوكبٌ أحمر
لأنه صدئ بسبب
الأوكسجين الوفير الذي كان سابقًا بالماء
فإنه الآن في الصخور
تبخّرَت محيطات المرّيخ
مخلّفة القليل من الثلج
وتصبغ تضاريسه بالأحمر اللامع
أربعة كواكب صخرية نشأت في ذات الوقت
من ذات العناصر البنائيّة
لكن حالَف الحظّ واحدًا منها فقط
الماء ضروري للحياة على الأرض
إنه المذيب الأمثل للجزيئات العضويّة
حتى تجعل آلة الحياة تقوم بوظيفتها
ما كنتُ لأحيا دون الماء أو أنتم
الماء يمكّن الجيولوجيا
إنه يمكّن المناخ
ويمكّن أحياء الأرض
وأعتقد أنّ هذا يجعله مادّة مميّزَة رائعة
تطلَّب الأمر 14 بليون عام
والحظّ الوفير للأرض حتّى تصير رطبة
ثمّ ظلَّت رطبة لفترة طويلة كافية حتى نتطوّر
وكلّما فهمنا محيطاتنا الأولى
فهمنا أكثر مدى الحظّ الذي حالف عوالم اخرى كثيرة في الكون
واكتشفنا بالفعل كواكب
حيث يمكن أن يتواجد الماء السائل ظاهريًا
لا نعرف يقينًا، لكنّنا سنعرف
أعتقد أنّنا سنعرف في العقود القليلة القادمة
سنتمكّن من تمييز كوكب حيث يمكننا القول
"يوجد ماء سائل على سطح هذا الكوكب"
سيحدث ذلك عندما يتغيّر الكون وننضج
وندرك أنّ لدينا إخوة وإخوات
في مجرّة درب التبّانة
تـرجمة: د.سـامح نـور dr_sameh_nour@yahoo.com