بقلم ويل دنهام
واشنطن (رويترز) – يشكل الأكسجين نحو 21 في المئة من هواء الأرض بينما يشكل النيتروجين بقية الغلاف الجوي للأرض في المقام الأول. ومعظم الكائنات الحية – بما في ذلك البشر، كما نعلم جيدًا – تحتاج إلى الأكسجين للبقاء على قيد الحياة.
يقدم كوكب الزهرة، جار الأرض، قصة مختلفة تمامًا. ويهيمن ثاني أكسيد الكربون على غلافه الجوي السميك والضار بنسبة 96.5%، مع كميات أقل من النيتروجين والغازات النزرة. الأكسجين غائب تقريبًا. في الواقع، مع حصول كوكب الزهرة على اهتمام علمي أقل بكثير من الكواكب الأخرى مثل المريخ، ظل الكشف المباشر عن الأكسجين الموجود فيه أمرًا صعبًا.
باستخدام أداة موجودة على متن مرصد SOFIA المحمول جواً – وهي طائرة بوينغ 747SP معدلة لحمل تلسكوب الأشعة تحت الحمراء في مشروع مشترك بين وكالة ناسا ومركز الفضاء الألماني – اكتشف العلماء الآن الأكسجين الذري في طبقة رقيقة محصورة بين طبقتين أخريين من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة. .
وأشاروا إلى أن هذا الأكسجين الذري الذي يتكون من ذرة أكسجين واحدة يختلف عن الأكسجين الجزيئي الذي يتكون من ذرتين أكسجين وهو قابل للتنفس.
ورصد الباحثون الأكسجين بشكل مباشر لأول مرة على جانب كوكب الزهرة المواجه للشمس – حيث يتم إنتاجه فعليا في الغلاف الجوي – فضلا عن رصده على الجانب المواجه بعيدا عن الشمس، حيث تم رصده سابقا بواسطة كوكب أرضي. تلسكوب مقره في هاواي. يدور كوكب الزهرة بشكل أبطأ بكثير من الأرض.
وقال هاينز فيلهلم هوبرز، عالم الفيزياء في مركز الفضاء الألماني، المؤلف الرئيسي للدراسة التي نشرت في مجلة Nature Communications: “الغلاف الجوي لكوكب الزهرة كثيف للغاية. كما أن تكوينه مختلف تمامًا عن الأرض”.
الغلاف الجوي السميك على الكوكب الثاني من الشمس يحبس الحرارة في ظاهرة الاحتباس الحراري الجامحة.
وأضاف هوبرز: “إن كوكب الزهرة ليس مضيافًا، على الأقل بالنسبة للكائنات الحية التي نعرفها من الأرض”.
وقال الباحثون إن الأكسجين يتم إنتاجه على الجانب النهاري للكوكب بواسطة الأشعة فوق البنفسجية الصادرة عن الشمس والتي تحلل ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون في الغلاف الجوي إلى ذرات أكسجين ومواد كيميائية أخرى. يتم بعد ذلك نقل بعض الأكسجين عن طريق الرياح إلى الجانب الليلي لكوكب الزهرة.
وقال هيلموت فيسماير، عالم الفيزياء الفلكية والمؤلف المشارك في الدراسة من مركز الفضاء الدولي: “هذا الاكتشاف للأكسجين الذري على كوكب الزهرة هو دليل مباشر على عمل الكيمياء الضوئية – الناجمة عن الأشعة فوق البنفسجية الشمسية – وعلى نقل منتجاتها عن طريق رياح الغلاف الجوي لكوكب الزهرة”. معهد ماكس بلانك لعلم الفلك الراديوي في ألمانيا.
وأضاف ويسماير: “على الأرض، تمثل طبقة الأوزون الستراتوسفيرية التي تحمي حياتنا مثالًا معروفًا لهذه الكيمياء الضوئية”.
توجد على كوكب الزهرة طبقة من السحب تحتوي على حمض الكبريتيك يصل ارتفاعها إلى حوالي 40 ميلاً (65 كم) فوق سطح الكوكب، مع هبوب رياح بقوة الإعصار في الاتجاه المعاكس لدوران الكوكب. وعلى ارتفاع حوالي 75 ميلاً (120 كم) فوق السطح، تهب رياح قوية في نفس اتجاه دوران الكوكب.
وقد وجد أن الأكسجين يتركز بين هاتين الطبقتين الشرستين، على ارتفاع حوالي 60 ميلاً (100 كم). وجد أن درجة حرارة الأكسجين تتراوح من حوالي 184 درجة فهرنهايت (120 درجة مئوية تحت الصفر) على الجانب النهاري للكوكب إلى 256 درجة فهرنهايت تحت الصفر (160 درجة مئوية تحت الصفر) على الجانب الليلي.
كانت الطرق المستخدمة سابقًا للكشف عن الأكسجين الزهري على الجانب النهاري غير مباشرة، بناءً على قياسات جزيئات أخرى بالاشتراك مع النماذج الكيميائية الضوئية.
كوكب الزهرة، الذي يبلغ قطره حوالي 7500 ميل (12000 كم)، أصغر قليلاً من الأرض. في نظامنا الشمسي، تقع الأرض بشكل مريح داخل “المنطقة الصالحة للسكن” حول الشمس – وهي المسافة التي تعتبر ليست قريبة جدًا وليست بعيدة جدًا عن النجم بحيث تكون قادرة على استضافة الحياة، حيث يقع كوكب الزهرة بالقرب من الحدود الداخلية والمريخ بالقرب من الحدود الخارجية. حافة.
وقال هوبرز: “ما زلنا في بداية فهم تطور كوكب الزهرة وسبب اختلافه الكبير عن الأرض”.
(تقرير بقلم ويل دونهام، تحرير روزالبا أوبراين)