ربما يكون العلماء قد حددوا جزيئًا لعب دورًا رئيسيًا في سرقة كوكب الزهرة من مياهه وتحويل هذا الكوكب إلى العالم القاحل والجهنمي الذي نراه اليوم.
يُطلق على كوكب الزهرة غالبًا اسم “توأم الأرض” لأن كلا الكوكبين لهما نفس الحجم والكثافة؛ وكلاهما أيضًا كوكبان صخريان يقعان في المنطقة الداخلية للنظام الشمسي. ومع ذلك، في العديد من النواحي الحاسمة، لا يمكن أن يكون كوكب الزهرة أقل شبهاً بالأرض.
بينما يعج كوكبنا بالحياة، فإن كوكب الزهرة، الكوكب الثاني من الشمس، هو جحيم افتراضي. إنه الكوكب الأكثر سخونة في النظام الشمسي (حتى أكثر سخونة من عطارد، الأقرب إلى الشمس)، وتبلغ درجات حرارته حوالي 880 درجة فهرنهايت (471 درجة مئوية). هذا ساخن بما يكفي لإذابة الرصاص. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع كوكب الزهرة بضغوط سطحية مخيفة للغاية.
الأهم من ذلك، أن كوكب الزهرة يفتقر أيضًا إلى عنصر أساسي للحياة المتوفر بكثرة هنا على الأرض: الماء. هذا على الرغم من أن الكوكب يقع ضمن ما يسمى “منطقة المعتدل” للشمس، في إشارة إلى المنطقة المحيطة بنجمنا والتي ليست ساخنة جدًا ولا باردة جدًا بحيث لا تسمح بوجود الماء السائل – وهذا أيضًا على الرغم من حقيقة أن العلماء يعرفون ذلك. ربما كان كوكب الزهرة يحتوي على الماء.
متعلق ب: Zoozve – “قمر” كوكب الزهرة الغريب الذي حصل على اسمه عن طريق الصدفة
في الواقع، منذ مليارات السنين، يُعتقد أن كوكب الزهرة كان يحتوي على كمية من الماء تعادل ما تحتويه الأرض – ولكن في مرحلة ما من تطوره، تسببت سحب ثاني أكسيد الكربون في الغلاف الجوي للكوكب في تحفيز تأثير الاحتباس الحراري الجامح الأكثر كثافة في النظام الشمسي. أدى هذا إلى ارتفاع درجات الحرارة إلى النقطة التي نراها اليوم. وأدى ذلك إلى تبخر مياه الكوكب، وبعد ذلك فقدها في الفضاء.
ومع ذلك، حتى مع أخذ هذه العملية في الاعتبار، فإن العلماء لا يعرفون كيف أصبح كوكب الزهرة يشبه الصحراء تمامًا أو كيف لا يزال يفقد القليل من الماء المتبقي له في الفضاء. والآن، ربما اكتشف فريق من العلماء من جامعة كولورادو بولدر أسرار هذه العملية من خلال سرد ما يسمونه “قصة الماء على كوكب الزهرة”.
وقالت إيرين كانجي، قائدة الفريق المشارك والعالمة في مختبر فيزياء الغلاف الجوي والفضاء (LASP)، في بيان: “الماء مهم حقًا للحياة. نحن بحاجة إلى فهم الظروف التي تدعم الماء السائل في الكون و والتي ربما تكون قد أنتجت الحالة الجافة جدًا لكوكب الزهرة اليوم.
“نحن نحاول معرفة التغييرات الصغيرة التي حدثت على كل كوكب لدفعهم إلى هذه الحالات المختلفة إلى حد كبير.”
يا جار! قطع كوب من الماء؟
ولوضع الاختلاف في المحتوى المائي بين الكواكب المجاورة الأرض والزهرة، أوضح كانجي أنه إذا تم توزيع كل المياه الموجودة على كوكبنا بالتساوي عبر سطحه، فإنها ستخلق طبقة عالمية يبلغ عمقها حوالي 2 ميل (3.2 كيلومتر). وإذا فعلنا الشيء نفسه بالنسبة لكوكب الزهرة، فإن تجريد الغلاف الجوي للمياه المتبقية من شأنه أن يخلق طبقة عالمية يبلغ عمقها 1.2 بوصة (3 سم) فقط.
وأوضح مايكل شافين، قائد الفريق المشارك وعالم زميل في LASP، في البيان: “يحتوي كوكب الزهرة على مياه أقل بمقدار 100 ألف مرة من الأرض، على الرغم من أنه بنفس الحجم والكتلة”.
ولتحديد كيفية وصول الكوكب إلى حالته الحالية، استخدم كانجي وشافين وزملاؤه نماذج حاسوبية للكوكب، حيث تعاملوا معه تقريبًا كمختبر كيميائي عملاق. وقد سمح لهم ذلك بإلقاء نظرة محسنة على التفاعلات المتنوعة التي تحدث في الغلاف الجوي الدوامي لكوكب الزهرة وتحديد المشتبه به في فقدان الماء.
ما اكتشفه الفريق هو أن جزيئًا يسمى HCO + – يتكون من ذرة هيدروجين وذرة كربون وذرة أكسجين – موجود في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، ربما كان مسؤولاً عن توصيل آخر مياه الكوكب إلى الفضاء.
وقال كانجي: “على سبيل القياس، لنفترض أنني ألقيت الماء في زجاجة المياه الخاصة بي”. “ستظل هناك بضع قطرات متبقية.”
من الممكن أن يقوم HCO+ بإزالة هذه القطرات من الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، في جوهره. في الواقع، اقترح نفس الفريق سابقًا أن HCO+ كان أيضًا السبب وراء فقدان المريخ، الجار الآخر للأرض، لمياهه.
ويقول الباحثون إن HCO+ يتم إنتاجه باستمرار في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، لكن هذه الأيونات لا تبقى على قيد الحياة لفترة طويلة. الأيون هو جزيء مشحون بشحنة موجبة أو سالبة، اكتسب شحنته إما بسبب افتقاره إلى بعض الإلكترونات اللازمة لموازنة الشحنة الموجبة لبروتوناته، أو بسبب وجود إلكترونات إضافية لإنشاء شحنة سالبة صافية في الجزيء.
يفتقر HCO+ إلى الإلكترونات اللازمة لموازنة الشحنة الموجبة لبروتونات الجزيء، وبالتالي فهو مشحون بشكل إيجابي (ومن هنا الرمز +).
تتحد الإلكترونات الموجودة في الغلاف الجوي للزهرة بسرعة مع HCO+، مما يتسبب في انقسام الجزيء إلى قسمين. ومن هناك، يرى الفريق أن ذرات الهيدروجين تندفع بعيدًا وربما تهرب إلى الفضاء. تشكل ذرات الهيدروجين اثنين من مكونات جزيء الماء (H2O)، الذي يتكون من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين واحدة، وبالتالي فإن هذا يحرم الزهرة من المكونات الأساسية للماء.
يعتقد الفريق أنه لكي يصل كوكب الزهرة إلى حالة الجفاف الشديد، يجب أن يكون لدى الكوكب فائض من جزيئات HCO+ في غلافه الجوي.
وقال شافين: “أحد الاستنتاجات المدهشة لهذا العمل هو أن HCO + يجب أن يكون في الواقع من بين الأيونات الأكثر وفرة في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة”.
ومع ذلك، هناك حجر عثرة كبير أمام هذا الاستنتاج. حتى الآن، لم نشاهد مطلقًا HCO+ في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة.
ومع ذلك، لا يعتقد شافين وكانجي أن السبب في ذلك هو عدم وجود الجزيء، بل لأن البشرية افتقرت إلى الأدوات اللازمة لرؤيته. على الرغم من أن العديد من المركبات الفضائية قد زارت كوكب المريخ جار الأرض من الأرض، إلا أن عددًا قليلًا من المهام قد وصل إلى جارنا الآخر كوكب الزهرة، ولم يكن لدى أي منها المعدات المناسبة لرؤية HCO+.
قصص ذات الصلة:
– الحياة على كوكب الزهرة؟ رصد جزيء الفوسفين المثير للاهتمام في سحب الكوكب مرة أخرى
– إذا كان كوكب الزهرة يمتلك صفائح تكتونية شبيهة بالأرض في ماضيه البعيد، فهل كان لديه حياة أيضًا؟
— يقول علماء الفلك إنه يجب إعادة تسمية سحب ماجلان
لكن عددًا من البعثات الفضائية المستقبلية تضع أنظارها على كوكب الزهرة. تعد مهمة ناسا للتحقيق في الغلاف الجوي العميق للزهرة للغازات النبيلة والكيمياء والتصوير (DAVINCI) مهمة ذات أهمية خاصة. ومن المقرر إطلاق دافينشي في عام 2029، وسيقوم بإسقاط مسبار عبر الغلاف الجوي الحار الحار لكوكب الزهرة لتحديد التركيب الكيميائي للعالم.
ومع ذلك، حتى DAVINCI لن يكون لديه المعدات المناسبة للكشف عن HCO+.
ومع ذلك، يأمل الفريق أن ينشأ اهتمام عام بكوكب الزهرة بفضل DAVINCI (ومهمة EnVision القادمة لوكالة الفضاء الأوروبية)، مما يؤدي في النهاية إلى مهمة فضائية قادرة بالفعل على اكتشاف HCO+، وبالتالي إضافة صدق إلى قصة فقدان الماء للفريق. .
واختتم كانجي حديثه قائلاً: “لم تكن هناك العديد من المهام إلى كوكب الزهرة”. “لكن البعثات المخطط لها حديثًا ستستفيد من عقود من الخبرة الجماعية والاهتمام المزدهر بكوكب الزهرة لاستكشاف أقصى درجات الغلاف الجوي الكوكبي والتطور وقابلية السكن.”
نُشر بحث الفريق يوم الاثنين (6 مايو) في مجلة Nature.