كيف هرب الماء من كوكب الزهرة؟ دراسة جديدة قد تحل اللغز

منذ حوالي 4.5 مليار سنة، وُلدت الأرض والزهرة وسط نظام نجمي فوضوي. ونظرًا لكون العوالم المجاورة لها نفس الحجم والبنية المتشابهة، فمن المعتقد أن كلا الكوكبين بدأا بكميات مماثلة من الماء. ومع ذلك، أصبح كوكب الزهرة اليوم عالمًا جهنميًا يتميز بالحرارة الشديدة والضغط الساحق، وقد اختفت معظم مياهه.

العلماء ليسوا متأكدين من كيفية تحوله إلى كوكب كثيف يشبه الصحراء، لكن الأبحاث الجديدة تشير إلى أن الجاني قد يكون نوعًا معينًا من الجزيئات التي تهرب إلى الفضاء وتستنزف كوكب الزهرة من آخر مياهه.

قامت مجموعة من علماء الكواكب من جامعة كولورادو بولدر بدراسة التفاعلات الكيميائية التي تحدث في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة باستخدام نماذج حاسوبية، ووجدوا أن جزيئًا يسمى HCO+ (أيون يتكون من ذرة واحدة من الهيدروجين والكربون والأكسجين) من المحتمل أن يكون مسؤولاً عن الظروف القاحلة لكوكب الزهرة. ال الموجودات تم نشرها هذا الأسبوع في المجلة طبيعة.

وقالت إيرين كانجي، عالمة الأبحاث في مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP) والمؤلفة المشاركة في الورقة الجديدة، لموقع Gizmodo: “سطح كوكب الزهرة ساخن مثل فرن البيتزا”. “الزهرة والمريخ هما طرفان محتملان لنطاق صلاحية الكواكب للسكن. نحن نعلم أن الأرض صالحة للسكن، وأن كوكب الزهرة حار جدًا، وأن المريخ بارد جدًا، لكن كلاهما فقد الماء.

في وقت مبكر من تاريخ كوكب الزهرة، ربما يكون الكوكب قد فقد الكثير من مياهه بسبب الهروب من الغلاف الجوي. تقذف الشمس باستمرار الرياح الشمسية – تيار من الجسيمات المشحونة – في جميع أنحاء النظام الشمسي وما وراء الكواكب. إن الأرض محظوظة بوجود مجال مغناطيسي يحميها من الرياح الشمسية، بينما يتعرض كوكب الزهرة لضربات شديدة بها. ونتيجة لذلك، يعتقد العلماء أن كوكب الزهرة فقد جزءًا من مياهه بسبب الرياح الشمسية التي ضربت غلافه الجوي العلوي، مما أدى إلى هروب جزيئات الماء على مدار 4500 مليون سنة منذ ولادة الكوكب.

يمكن لهذه العملية إزالة الكثير من الماء، لكنها لا تأخذ في الاعتبار مقدار الماء الذي فقده كوكب الزهرة حتى اليوم. وقال كانجي: “إذا تخلصت من زجاجة المياه الخاصة بي، فإنني أتخلص من معظم الماء، ولكن لا تزال هناك بعض القطرات هناك”. “نرى مثل هذه الكمية المنخفضة من الماء على كوكب الزهرة اليوم، وهي غير متطابقة تمامًا.”

إن العملية التي فقد من خلالها كوكب الزهرة بقية مياهه، ويستمر في فقدان آخر أجزاءه المتبقية من السائل الثمين حتى اليوم، حيرت العلماء لسنوات. تشير الدراسة الجديدة إلى أن كوكب الزهرة يفقد الماء من خلال آلية تسمى إعادة التركيب الانفصالي، حيث تختلط الأيونات الموجبة لـ HCO+ مع الماء وتشكل جزيئًا موجب الشحنة. وبما أن الأضداد تتجاذب، فإن الجزيء سوف يجذب إلكترونًا سالب الشحنة وسوف يتحدان.

ومع ذلك، بمجرد حدوث ذلك، فإن الجزيء الناتج يكون لديه الكثير من الطاقة للبقاء معًا، وبالتالي يتفكك. سوف يهرب الهيدروجين بعد ذلك من الغلاف الجوي للكوكب لأنه اكتسب قدرًا كبيرًا من الطاقة من عملية الانضمام والتفكك. وقال كانجي: “هذا مجرد تفاعل كيميائي أساسي، لذلك من الممكن أن يكون قد حدث في أوائل كوكب الزهرة ولكنه مستمر حتى اليوم، مما يزيل آخر تلك المياه”.

من المهم ملاحظة أن الدراسة لم تكتشف بشكل مباشر وجود HCO+ في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة؛ وكانت البعثات السابقة إلى الكوكب المجاور تفتقر إلى الأدوات المصممة للبحث عن الجزيء في الغلاف الجوي. ومع ذلك، أظهرت البيانات الواردة من البعثات السابقة أدلة على وجود بعض الجزيئات التي تتفاعل لتكوين HCO+.

كما أن البعثات القادمة إلى كوكب الزهرة، مثل فيريتاس ودافينشي، لن تكون مجهزة بالأدوات المناسبة، لذلك يقترح العلماء الذين يقفون وراء الدراسة الجديدة مهمة جديدة إلى كوكب الزهرة من شأنها قياس الجزيئات الموجودة في غلافه الجوي العلوي.

وقال كانجي: “نود أن نقول في العلم أن جميع النماذج خاطئة إلى حد ما، ولكن بعضها مفيد”. “لكن مهمة كهذه من شأنها أن تكمل مجموعة مهام كوكب الزهرة القادمة لمساعدتنا في إكمال صورة هروب الماء من كوكب الزهرة.”

أكثر: أغرب 7 أشياء عن كوكب الزهرة، كوكب الجحيم