اگر زمین با سیاره تیا برخورد نمی‌کرد، احتمالاً امروز ما وجود نداشتیم

زمین اولیه احتمالاً فاقد عناصر و ترکیبات ضروری برای شکل‌گیری حیات بوده است؛ اما براساس یافته‌های تازه‌ی دو پژوهش علمی، این وضعیت زمانی تغییر کرد که جرمی به بزرگی سیاره مریخ با زمین برخورد کرد و مواد حیاتی لازم را به آن انتقال داد. فرضیه‌ی برخورد میان زمینِ ابتدایی و جرمی به بزرگی مریخ که پژوهشگران آن را «تیا» می‌نامند، از سال‌ها پیش مطرح شده و به‌ویژه در توضیح چگونگی شکل‌گیری ماه از بقایای آن برخورد سهمگین مورد توجه قرار گرفته است. اکنون در پژوهشی تازه، دانشمندان می‌گویند تیا بیش از ۴ میلیارد سال پیش برخی از مواد کلیدی لازم برای حیات را هم به زمین آورده است.

کد خبر: ۸۸۳۳۸۹

تاریخ: ۱۴ شهريور ۱۴۰۴ - ۱۸:۴۵

یافته‌های دو پژوهش تازه نشان می‌دهد که برخورد سهمگین زمین اولیه با سیاره‌ای به اندازه‌ی مریخ ممکن است منشأ پیدایش حیات روی زمین بوده باشد.

زمین اولیه احتمالاً فاقد عناصر و ترکیبات ضروری برای شکل‌گیری حیات بوده است؛ اما براساس یافته‌های تازه‌ی دو پژوهش علمی، این وضعیت زمانی تغییر کرد که جرمی به بزرگی سیاره مریخ با زمین برخورد کرد و مواد حیاتی لازم را به آن انتقال داد.

فرضیه‌ی برخورد میان زمینِ ابتدایی و جرمی به بزرگی مریخ که پژوهشگران آن را «تیا» می‌نامند، از سال‌ها پیش مطرح شده و به‌ویژه در توضیح چگونگی شکل‌گیری ماه از بقایای آن برخورد سهمگین مورد توجه قرار گرفته است. اکنون در پژوهشی تازه، دانشمندان می‌گویند تیا بیش از ۴ میلیارد سال پیش برخی از مواد کلیدی لازم برای حیات را هم به زمین آورده است.

پاسکال کراتاش، نویسنده‌ی اصلی مطالعه به لایوساینس گفت: «نتیجه گرفتیم که جرم برخوردی سازنده‌ی ماه یعنی تیا، خاستگاهی دورتر از زمین در منظومه شمسی داشته و سرشار از مواد فرار بوده است.»

مواد فرار ترکیبات شیمیایی مانند هیدروژن و کربن هستند که به راحتی تبخیر می‌شوند. این مواد به عنوان اجزای سازنده‌ی حیات نیز شناخته می‌شوند. در نزدیکی خورشید، دما آن‌قدر بالاست که این مواد نمی‌توانند به شکل جامد یا مایع متراکم شوند و به صورت گاز باقی می‌مانند. اما در نواحی بیرونی‌تر، فراوانی این مواد در سیارات غول‌پیکر گازی مثل مشتری و زحل و همچنین در دنباله‌دارها و سیارک‌ها، بسیار زیاد است. بنابراین تیا برای زمین اهمیت بزرگی داشت؛ کراتاش می‌گوید احتمالاً این سیاره آن مواد فراری را که اجزای ضروری حیات به شمار می‌آیند، به زمین رساند.

در پژوهش نخست، دانشمندان از مدل شیمیایی برای بررسی ایزوتوپ‌ها در شهاب‌سنگ‌ها و سنگ‌های زمین استفاده کردند. آن‌ها روی واپاشی رادیواکتیو یکی از ایزوتوپ‌های منگنز تمرکز کردند که در دوران اولیه‌ی منظومه شمسی وجود داشت و درطول چند میلیون سال به کروم واپاشید. این خط زمانی واپاشی به پژوهشگران امکان داد تا ۱۵ میلیون سال نخست شکل‌گیری زمین را با دقت بررسی کنند. (خود منظومه شمسی تقریباً ۴٫۵ میلیارد سال عمر دارد.)

درک این موضوع که حیات چگونه به زمین رسید و میلیاردها سال باقی ماند، مسئله‌ای پیچیده است. کراتاش می‌گوید: «زمین تنها سیاره‌ای است که می‌دانیم حیات را پدید آورده و برای چندین میلیارد سال حفظ کرده است. هنوز مشخص نیست چه فرآیندهایی در تاریخ زمین رخ داد که این امکان را فراهم کرد.»

پژوهشگران با نگاهی به منظومه شمسی اولیه سرنخ‌هایی به دست آوردند. زمین ابتدایی و سیارات درحال رشد اطرافش (که امروز شامل عطارد، زهره و مریخ هستند) در سه میلیون سال نخست با تبادل غبار و گاز از طریق تبخیر و میعان به‌سرعت تغییر کردند. گرچه، این فرایند پس از حدود سه میلیون سال تقریباً متوقف شد؛ زیرا سیارات سنگی و گازی بیشتر مواد آزاد موجود در منظومه را جذب کرده بودند. به بیان ساده‌تر، سیارات نزدیک‌تر به خورشید نسبت به سیارات دورتر بیشتر از عناصر فرار تهی شدند، زیرا دمای بالای نواحی داخلی چنین موادی را از بین می‌برد.

به همین دلیل است که مواد فرار زمین باید از منبع بزرگی مانند تیا آمده باشند که تخمین زده می‌شود حدود ۴٫۵ میلیارد سال پیش با زمین برخورد کرد. مطالعه جدید مانند سایر مطالعات فرض می‌کند تیا نوعی کندریت بوده است؛ یعنی سنگی غنی از کربن و ترکیبات آلی که معمولاً در فاصله‌های دورتر از خورشید شکل می‌گیرد.

یافته‌ها نشان می‌دهد که شکل‌گیری حیات در سیاره‌های فراخورشیدی مشابه زمین چندان ساده نیست؛ زیرا بخش عمده‌ای از مواد فرار مورد نیاز احتمالاً در نواحی دیگری از منظومه شکل گرفته‌اند. کلاوس مزگر، استاد بازنشسته‌ی ژئوشیمی در دانشگاه برن و یکی از نویسندگان مطالعه می‌گوید این پژوهش نشان می‌دهد که فراهم‌بودن شرایط زیست‌پذیری در کیهان پدیده‌ای قطعی نیست، بلکه به عوامل خاص و گاه تصادفی وابسته است.

پژوهشگران نتایج خود را یکم اوت در ژورنال Science Advances منتشر کردند. اما این تنها مطالعه‌ی اخیر درباره‌ی تیا و تأثیرش بر حیات زمین نبود. پژوهشی دیگر که قرار است در شماره‌ی ۱۵ نوامبر ژورنال Icarus منتشر شود، پیشنهاد می‌کند که تیا مقدار زیادی آب به زمین رسانده است و هنوز هم آثارش در گوشته‌ی سیاره‌ی ما دیده می‌شود.

پدرو ماچادو، اخترفیزیکدان مؤسسه‌ی اخترفیزیک و علوم فضایی پرتغال و یکی از نویسندگان پژوهش می‌گوید وجود آب درون گوشته برای زمین‌شناسان معما است؛ زیرا آب چگالی کمتری نسبت به مواد موجود در گوشته دارد و انتظار می‌رود به‌جای ماندن در اعماق، به سمت پوسته یا اقیانوس‌ها منتقل شود. او می‌افزاید مطالعه‌ی مبتنی بر شبیه‌سازی آن‌ها نشان داد که وقتی تیا با زمین اولیه برخورد کرد، مقدار زیادی آب با خود آورد. این آب به لایه‌های داخلی زمین نفوذ کرد و از آنجایی که حرکت آب از عمق زمین به سطح زمان می‌برد، مدتی طول کشید تا آب روی سطح زمین یا در اقیانوس‌ها ظاهر شود.

منبع: زومیت