يک‌شنبه 30 ميزان|مهر 1396 برابر با 22 اکتوبر 2017

آب در سراسر منظومۀ شمسی هست، اما نه برای نوشیدن



 23 سرطان|تیر 1395

یونس بخشی اخترشناس  

سیارات یخی در حال شکل‌گیری به دور ستارۀ هیدار

این مقاله را با تصویری از شکل‌گیری صفحه‌یی از سیارات یخیِ بدر ستارۀ هیدرا TW، در فاصلۀ 175 سال نوری در صورت فلکیِ مارِ باریک آغاز می‌کنم. اخترشناسان در این اواخر ذخیره‌گاه‌های زیادی از بخار آب سرد (در تصویر به رنگ آبی) را در مرزهای بیرونی منظومه‌های ستاره‌یی ـ جایی‌که دنباله‌دارها شکل می‌گیرند، یافته اند.

بعضی از فیلم های علمی ـ تخیلی طوری اند که بیگانه‌گان فضایی هرازچندگاهی ما زمینی‌ها را تهدید می‌کنند و هدف اساسی‌شان دزدیدن منابع ما به خصوص آب است. حالا دیگر هیچ فیلم‌سازی حاضر نیست، چنین فیلمی بسازد؛ زیرا آب در هر گوشه‌یی از کهکشان راه شیری وجود دارد و نیازی برای دزدیدن آب زمین نیست. هر تمدنی که به سوی منظومۀ شمسی به خاطر آب ـ آشامیدنی یا برای سوخت سفینه‌های‌شان- بیاید، خیلی احمق خواهد بود، زیرا بعد از طی‌کردن این همه راه، مجبور است بار سنگین خود را با مصرف بسیار زیاد سوخت از دام جاذبۀ خورشید به بیرون ببرد. اما قادر به انتقال این بار سنگین نخواهد بود.

تا همین چند وقت پیش، همه باور داشتیم که زمین تنها مکان مناسب برای شکل‌گیری آب مایع در منظومۀ شمسی است، البته این درست است که فقط در سطح زمین آب پایدار می‌ماند، اما یخ در هر گوشۀ منظومۀ شمسی وجود دارد. خیلی از دانشمندان می‌گویند، آب به صورت مایع می‌تواند زیر سطح خیلی از سیارات و اقمار منظومۀ شمسی وجود داشته باشد؛ اگر چنین است در کجای منظومۀ شمسی و به چه شکلی می‌توانیم آب پیدا کنیم؟ آیا هرگز می‌توانیم به چنین مکان‌هایی برویم و اگر رفتیم، می‌توانیم آب آن‌جاها را بنوشیم؟

تصویر دنباله‌دار چیریوموف گراسیمنکو یا 67 پی که به تاریخ 30 جولای 2015 در حال نزدیک‌شدن به خورشید گرفته شده است

دنباله‌دارها و کمربند کویپر

اگر علاقمند یافتن جاهایی هستید که در آن‌جا حیات میکروبی می‌تواند شکل بگیرد، در آن صورت شما باید به جستجوی آب به شکل مایع یا حداقل یخ‌های گرم ـ با دمای چند درجه در حال آب‌شدن ـ باشید. اگر آمادۀ نگاه‌کردن به زیر سطح سیارات یخ‌زده و یا به درون گودال‌های تاریک در نزدیکی خورشید هستید، مکان‌های زیادی با وسعت و اندازه‌های بزرگ در منظومۀ شمسی ما وجود دارد. آب یخ‌زده در هر گوشۀ منظومۀ ما ـ از ابر اورت تا سیارۀ عطارد در نزدیکی خورشید، به جز از سیاره زهره- یافت می‌شود.

دورترین مکان از خورشید را ابر اورت می‌نامند؛ منطقه‌یی که اکثر دنباله‌دارها بیشتر عمر خود را در آن‌جا می‌گذرانند و بعضی‌شان 10 هزار بار دورتر از زمین ما نسبت به خورشید قرار دارند. بخش عظیمی از دنباله‌دارها را یخ آب با مقداری از کاربن و نایتروجن تشکیل داده؛ به همین خاطر شما نمی‌توانید آب دنباله‌دارها را بنوشید. دانشمندان می‌گویند، به احتمال زیاد دنباله‌دارها پنج برابر کُل جرم یا وزن زمین آب دارند. البته زیاد مطمئن نیستیم، زیرا تنها دنباله‌دارهایی را می‌توانیم با دقت مطالعه کنیم که به خورشید نزدیک می‌شوند. وقتی دنباله‌دارها به خورشید نزدیک می‌شوند در اثر گرما آب هستۀ دنباله‌دارها به شکل بخار آزاد می‌گردد.

بیشتر دنباله‌دارها کمتر از 10 کیلومتر وسعت داشته و در درون ابر اورت از هم خیلی فاصله دارند. بنابر این اگر می‌خواهید آب زیادی جمع‌آوری کنید، پس به سمت درون منظومۀ شسمی یعنی به سمت کمربند کویپر ـ  پنج بار دور تر از زمین نسبت به خورشید ـ حرکت کنید.

تصاویر سفینۀ فضایی افق‌های نوین نشان داد که زیر سطح یخی پلوتو آب به شکل مایع پنهان شده است

سیارات غول‌پیکر

نپتون، اروانوس، زحل و مشتری بزرگترین سیارات یا غول‌های منظومۀ شمسی هستند. در درون این سیارات؛ جایی‌که فشار بسیار زیاد است و هیچ سفینه‌یی نمی‌تواند جان سالم از شیرجه‌زدن در درون آن‌ها بدر آورد، در میانۀ هستۀ سنگی و لایه‌های بیرونی گاز هایدروژن و هیلیوم این سیارات، چندین برابر جرم یا وزن زمین آب نهفته است. هرچند دست‌مان هرگز به آب درون این سیارات نمی‌رسد، اما بیشترین اقمار بزرگ این غول‌های منظومۀ شمسی از یخ آب تشکیل شده اند. هر قدر از خورشید دور شویم یخ در سطح و در درون اقمار سیارات بزرگ منظومۀ شمسی با آب، متان، آمونیاک و کاربن مونواکساید آمیخته شده است. با توجه به فاصلۀ سیارۀ مشتری از خورشید ـ پنج برابر فاصله زمین تا خورشید یا 800 میلیون کیلومتر- دما برای متراکم‌شدن یخ‌های سبک بسیار داغ می‌باشد و در نهایت باعث می‌شود تا آب به شکل خالص و بدون گازهای دیگر شکل گیرد. ما حالا با اطمینان می‌دانیم که در دل بسیاری از اقمار سیارات گازی اقیانوس‌هایی از آب مایع وجود دارد. با این حساب اقیانوس‌های آب مایع روی هستۀ سنگی این اقمار مکان مناسبی برای جستجوی حیات هستند. اروپا قمر مشتری و انسلادوس قمر زحل بهترین گزینه‌ها برای جستجوی حیات در آینده می‌باشند، اما با این هم کنش‌های کیمیاوی در دل اقیانوس‌های این اقمار، آب را به حدی شور ساخته که نوشیدنش غیرممکن است.

در اوایل شکل‌گیری منظومۀ شمسی، دما در نزدیکی خورشید؛ جایگاه مریخ، زمین، زهره و عطارد به حدی بالا بود که یخ نتوانست پایدار بماند و در نهایت سیارات سنگی شکل گرفتند. آب باقی‌مانده در دل این سیارات درون منرال‌ها پنهان شد و بعدها به صورت بخار بیرون آمد، اما بیشتر آب موجود در زمین را دنباله‌دارها با خود آورده اند. مریخ هم روزگاری به تناسب سنگ‌های سطح‌اش آب داشت، اما به علت کوچک بودن و نبود جاذبۀ کافی برای شکل‌گیری میدان مغناطیسی، آب‌ سیارۀ بهرام/مریخ به فضا فرار کرد. اگر چه در قطب‌های سیاره بهرام یخ آب وجود دارد، ولی جایگاه مناسبی برای شکل‌گیری حیات نیست.

اروپا یکی از چهار قمر بزرگ سیارۀ مشتری، اقیانوس‌هایی از آب مایع را زیر سطح یخی خود پنهان کرده است

شاید اگر نوع خاصی از موجودات میکروبی زمین را در بخش‌هایی از مریخ قرار دهیم، بتوانند به زندگی خود ادامه دهند. دانشمندان ادعا دارند، زمانی که مریخ دنیای سرشار از آب مایع بود، موجودات ریز یا میکروب‌ها در اثر برخورد سیارک‌ها از سطح مریخ جدا شده و بعد از میلیون‌ها سال سرگردانی به دور خورشید، اسیر جاذبۀ زمین شده و به سیارۀ زمین پناه آورده اند. به زبان ساده‌تر حیات اولیه در زمین نه، بلکه در مریخ شکل گرفته و بعد به زمین مهاجرت کرده است. اگر این ادعا درست باشد، همۀ ما مریخی هستیم.

اگر مریخ برای آب مکانی سرد بود، ونوس یا زهره در طول حیات‌اش آن‌قدر داغ بود که آب نتوانست دمی در این سیاره اقامت گزیند. فقط در اتموسفیر این جهنم زیبا قطره‌هایی از آب مایع وجود دارد و ارزش آن را ندارد تا روزی برای جمع‌آوری این آب، سفینه‌‌یی را به سوی این سیاره آتشین پرتاب کنیم. بعد از زهره به عطارد- نزدیکترین سیاره در کنار خورشید ـ می‌رسیم و در کمال تعجب هنوز در درون گودال‌های این سیاره تیزپا آب به شکل یخ وجود دارد. این گودال‌ها در نزدیکی قطب‌های شمال و جنوب؛ جایی‌که نور خورشید هرگز به درون گودال‌ها نمی‌تابد، موقعیت دارند. سفینۀ فضایی مسنجر/ پیام‌رسان با تصویربرداری کامل از سطح عطارد، آب درون این گودال‌ها را برای ما شناسایی کرده است.

در درون گودال‌های قطبی ماه نیز آب به شکل یخ وجود دارد. شاید منظومۀ شمسی ما یکی از جالب‌ترین و عجیب‌ترین جاها در کهکشان راه شیری باشد که در دورترین فاصله‌ از ستارۀ مادر و در کنار ستارۀ مادرش، آب را در اشکال مختلف در خود جا داده است. وجود این همه آب هرچند امکان شکل‌گیری شرایط حیات را بیشتر می‌کند، اما هرگز این امیدواری را به ما نمی‌دهد تا باز هم به شکل دیوانه‌وار هر روز به خصوص با آب‌پاشی جاده‌ها و راهروها، آب آشامیدنی خود را هدر دهیم.  در افغانستان متأسفانه کمتر کسی اهمیت حیاتی آب را درک می‌کند؛ تصور عموم بر آن است که آب هرگز تمام نمی‌شود، در حالی‌ که با گذشت هر سال میزان آب‌های زیرزمینی کاهش می‌یابد و برای دسترسی به آب آشامیدنی مجبور هستیم هرچه بیشتر دل زمین را سوراخ کنیم.