جدید ترین عناوین خبری امروز
مجله علمی کیهان‌شناس

توجه: کلمه عبور به آدرس ایمیل شما ارسال خواهد شد.

عناصر لازم زمین برای حیات احتمالا از سیاره‌ی دیگری آمده‌اند
این یک تصویرسازی هنری از برخورد شدید بین دو جسم سماوی است احتمالا شبیه به چنین برخوردی بین زمین اولیه و تیا، ماه را شکل داده است.

عناصر لازم زمین برای حیات احتمالا از سیاره‌ی دیگری آمده‌اند

محققان علوم سیاره‌ای معتقدند که ماه ما بیشتر از ۴.۴ میلیارد سال پیش در یک برخورد شدید بین زمین اولیه و یک جسم فرضی به اندازه‌ی یک سیاره به نام تیا (Theia) تشکیل شده است. بر اساس پژوهش جدید، سیاره‌ی ما توده‌ی کربن، نیتروژن، گوگرد و دیگر عناصر لازم برای حیات را از این برخورد سیاره‌ای دریافت نموده است.

راجدیپ داسگوپتا (Rajdeep Dasgupta) محقق دانشگاه رایس (Rice) و از اعضای از این پژوهش گفت: «دانشمندان مدت‌هاست با مطالعه‌ی شهاب‌سنگ‌های اولیه دریافتند که زمین و سیارات سنگی دیگر منظومه شمسی داخلی از مواد انفجاری باقیمانده به وجود آمده‌اند. اما زمان‌بندی و ساز و کار تحویل فرار (انفجار) به شدت مورد بحث واقع شده است. سناریوی ما اولین در نوع خود است که می‌تواند زمان‌بندی و تحویل را در روشی که متناسب با همه‌ی شواهد شیمی-هندسی است توضیح دهد.»

در یک سری از آزمایشات دکتر داسگوپتا و همکارانش شواهدی را برای آزمودن نظریه‌ای که مواد فرار زمین از برخورد با سیاره‌ای اولیه به دست آمده‌اند که دارای هسته‌ای غنی از گوگرد بود، جمع آوری کردند. محتوای گوگرد هسته‌ی سیاره‌ی دهنده به خاطر آرایه‌ی پازلی شواهد تجربی درباره‌ی کربن، نیتروژن و گوگرد که در همه‌ی بخش‌های زمین به جز هسته‌اش وجود دارد، با اهمیت است.

سیاره | Planet

دامانویر گروال (Damanveer Grewal) از دانشجویان تحصیلات تکمیلی دانشگاه رایس و از اعضای این پژوهش گفت: «هسته با بقیه‌ی قسمت‌های زمین برهمکنش نمی‌کند اما هر چیزی بالای آن، گوشته، پوسته، آب‌کره و هواکره با چرخه‌های مادی بین‌شان به همدیگر مرتبط هستند.
ایده‌ای طولانی درباره‌ی چگونگی مواد فرار سیاره‌ی ما، نظریه‌ی لایه‌ی تازه (late veneer)‌ بود که می‌گفت شهاب‌سنگ‌های غنی از مواد فرار پس از شکل‌گیری هسته‌ی زمین آمدند و در حالی که آثار ایزوتوپی مواد فرازمین با این اشیای اولیه با نام کندریت‌های کربن‌دار مطابق شدند، نسبت عنصری کربن به نیتروژن خاموش است.

مواد غیرهسته‌ای زمین که زمین‌شناسان آن را زمین سیلیکاتی توده‌ای می‌نامند دارای حدود ۴۰ بخش کربن نسبت به هر بخش نیتروژن است یعنی تقریبا نرخ ۲۰ به ۱ که در کندریت‌های کربن‌دار دیده می‌شود. آزمایشات گروه که فشارها و دماهای بالا در طول شکل‌گیری هسته را شبیه‌سازی کردند، این ایده را که یک هسته‌ی سیاره‌ای غنی از گوگرد شاید کربن یا نیتروژن یا هر دو را مستثنی کند و کسرهای بزرگ‌تری از این عناصر را در سیلیکات توده‌ای مقایسه شده از زمین رها می‌کنند آزمایش کردند.

اعتبار تصویر: Rajdeep Dasgupta
اعتبار تصویر: Rajdeep Dasgupta

یک طرح شماتیک، شکل‌گیری یک سیاره‌ی هم اندازه‌ی مریخ (سمت چپ) و مشتق شدنش به یک جسم با یک هسته‌‌ی فلزی و یک مخزن سیلیکات فوق‌العاده را نشان می‌دهد. هسته‌ی غنی از گوگرد، کربن خارج می‌کند و سیلیکات با یک نرخ بالا کربن به نیتروژن تولید می‌کند. برخورد ماه-ساز چنین سیاره‌ای با زمین در حال رشد (سمت راست)‌ می‌تواند فراوانی آب و عناصر اصلی لازم برای حیات مانند کربن، نیتروژن و گوگرد و همچنین شباهت شیمی-هندسی بین زمین و ماه را می‌تواند توضیح دهد.

در یک سری از آزمایشات در محدوده‌‌ای از دماها و فشارها، دانشمندان میزان کربن و نیتروژن تبدیل شده درهسته در سه سناریو بدون گوگرد، ۱۰ درصد گوگرد و ۲۵ درصد گوگرد را امتحان کردند. گروال گفت: «نیتروژن تا حد زیادی تحت تأثیر قرار نگرفته بود. حلال در آلیاژها نسبت به سیلیکات‌ها می‌ماند و فقط از هسته زیر بالاترین انباشتگی مستثنی می‌شود.»

در مقابل، کربن به طور قابل‌توجهی کمتر در آلیاژها با انباشتگی گوگرد متوسط حلال بود و آلیاژهای غنی از گوگرد حدود ۱۰ بار کم وزن‌تر از کربن نسبت به آلیاژهای بدون گوگرد وزن می‌گیرد. با استفاده از این داده‌ها در میان نرخ‌ها و انباشتگی‌های عناصر هم روی زمین و هم روی اجرام آسمانی شناحته شده، گروه یک شبیه سازی کامپیوتری برای یافتن سناریوی با بیشترین احتمال که مواد فرار زمین را تولیک کرده طراحی کردند.
گراول گفت: «آن چه ما متوجه شدیم این است که همه‌ی شواهد، آثار ایزوتروپی نسبت نیتروژن-کربن و مقادیر بیشینه‌ی کربن، نیتروژن و گوگرد در زمین سیلیکات توده‌ای، با یک برخورد ماه-ساز شامل یک زایش مواد فرار برای یک سیاره‌ی هم اندازه‌ی سیاره مریخ با هسته غنی از گوگرد سازگار هستند.»

منبع: sci-news

 دسته‌ها:
       
avatar
  Subscribe  
Notify of

رصد و اکتشافات فضایی

ماه‌گرفتگی چیست
ماه‌گرفتگی چیست و ماه‌گرفتگی بعدی چه زمانی اتفاق می‌افتد؟
35
کشف ماده ژله‌ای در ماه
کشف ماده ژله‌ای توسط کاوشگر چینی در قسمت پنهان ماه
104
گذر کاوشگر خورشیدی پارکر
سومین گذر کاوشگر خورشیدی پارکر از نزدیکی خورشید
65
بارش شهابی برساووشی
چرا بارش شهابی برساووشی سالی یک‌بار اتفاق می‌افتد؟
47
سیاره پرجرم
دومین سیاره پرجرم در مدار ستاره‌ی همسایه‌مان پیدا شد
66

ذرات بنیادی

کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
تاریخچه سرن (قسمت ۱۷): آغاز به کار برخورددهنده هادرونی بزرگ
23
بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۶): بزرگترین آهنربا ابررسانا در سرن
17
50 سالگی سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۵): افتتاح ساختمان کروی و جشن ۵۰ سالگی سرن
16
تحقیقات سرن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۴): تحقیقات سرن گسترش می‌یابد
17
پادهیدروژن
تاریخچه سرن (قسمت ۱۳): پادهیدروژن در سرن ساخته می‌شود
40