ماء كوني

ماء كوني أو وجود الماء في الكون فهو يوجد في أماكن عديدة من الكون، فإن الماء من المركبات الكيميائية التي يكثر وجودها في الكون. لا يوجد الماء فقط على الأرض وإنما يوجد في كواكب أخرى من المجموعة الشمسية وكذلك في أنظمة كواكب أخرى خارج المجموعة الشمسية وفي الأوساط بين النجوم في المجرة. وحتى في المجرات البعيدة عنا التي يصلنا ضوؤها عبر أكثر من 12 مليار سنة فتدل القياسات الطيفية على وجود الماء فيها.

يوجد الماء على الأرض كسحب كما يوجد على القمر.

طبقا للقياسات المطيافية تكون الكون بعد الانفجار العظيم في زمن أقل من مليارين من السنين. ويظهر الماء خارج الأرض في صورتين: بخار وثلج؛ ولم يعثر على الماء في الكون في حالته السائلة المستمرة مباشرة. ولكن توجد مؤشرات أن بعض الأقمار الثلجية الموجودة في الكواكب الخارجية يوجد الماء تحت أسطحها. وتلك المؤشرات بالغة الأهمية إذ أن وجود ماء بالإضافة إلى وجود طاقة حرارية (أشعة الشمس)، ومواد كيميائية من العوامل التي يمكن ان تنشأ منها حياة، حياة كتلك التي نعرفها.[1]

وأكثر معلوماتنا عن وجود الماء حصلنا عليها من المجموعة الشمسية. فبالإضافة إلى الأرض يوجد الماء في كثير من الأجرام السماوية، أحيانا بكميات كبيرة أو صغيرة، وفي حالات طبيعية مختلفة. إلا أن الماء يظهر على الأرض مباشرة على سطحها في أطواره الطبيعية الثلاث: ماء، وثلج، وبخار؛ مستمرا وبكميات كبيرة. وهذه الطبيعة تجعل من الأرض في المجموعة الشمسية جرما سماويا فريدا، فإنها «الكوكب الأزرق» [2]

ماء بلوري
كويكب «بالاس» به معادن تحوي الماء.

الماء البلوري هو ماء داخل في تركيب بعض المعادن. ويدخل الماء في تركيب صخور تلك المعادن.[3] وقد ثبت وجود الماء البلوري في الكويكب سيرس ,[4] الكويكب الكبير «بالاس» [5] والكويكب فستا، [6] والقمر [7] والكويكبات من التصنيف | B وG وF و C [8] وقبل كل شيء كوندريتات كربونية.[9] كما عثر على معادن تحوي الماء على المريخ.[10] وبالطبيعي يوجد الماء على الأرض.[11] ولم يعثر حتى الآن على ماء بلوري خارج المجموعة الشمسية.

الثلج

يسمى كل ما يوجد من ثلج على جرم سماوي «غلاف ثلجي» أو «كرة ثلجية»، وقد يكون الجرم السماوي كله ثلجيا أم جزئيا. ويمكن الغلاف الثلجي أن يغطي الجرم السماوي كله فيكون له كرة ثلجية تغطيه كله. ولكن من الممكن أن يكون الثلج في المناطق الأشد برودة على الجرم السماوي، وفي تلك الحالة فيكون له غلاف ثلجي محدود.

المجموعة الشمسية

معظم الماء الموجود في المجموعة الشمسية عبارة عن ثلج. ويوجد أكثر الثلج في المناطق الباردة في الجزء الخارجي من المجموعة الشمسية. تبدأ تلك المنطقة على بعد 3 وحدة فلكية من الشمس بين مداري المريخ والمشتري. وهناك يبدأ «حد الصقيع».[12] وخارج تلك الحدود تضعف الأشعة الشمسية بحيث لا تستطيع أن تجعل الثلج يتسامى (يتحول مباشرة إلى بخار). ونظرا إلى ذلك فيستطيع الثلج البقاء لمدة طويلة ويتجمع.

داخل المجموعة الشمسية

لا يوجد لأجرام المجموعة الشمسية الداخلية كرة ثلجية تغطي الكوكب منها بالكامل. وينقصر وجود الثلج في أشد مناطقها برودة، أو في مناطق تحت السطح لا تصلها أشعة الشمس.

عطارد

توجد على عطارد -وهو أقرب الكواكب للشمس- المنطقتان القطبيتين التي لا تصل إليها أشعة الشمس مستمرا. ويوجد الثلج هناك تحت طبقة ريجوليت يبلغ سمكها 10-20 سنتيمتر. ويبلغ سمك طبقة الثلج عن قطبي عطارد بين عدة عشرات السنتيمتر إلى عدة أمتار. وتقدر كتلة الثلج في القطب الشمالي لعطارد بين 20 إلى 1000 مليار طن. [13] ويبدو أن هذا الثلج قد أتى إلى عطارد عن طريق نيازك محملة بالثلج واصطدمت به. [14]

الأرض

أكبر المناطق المحلية التي تمتلك أغلفة ثلجية في المجموعة الشمسية هي الأرض.[15] وصل حجم الغلاف الثلجي على الأرض إلى نحو 24 مليون كيلومتر مكعب في عام 1990.[16] ويوجد الثلج على الأرض في صورتين: الثلج في القطب الشمالي وجرينلاند والقطب الجنوبي،[17] وفي ثلج غير قطبي يوجد في المثلجات على قمم الجبال العالية، مثلما على جبال الألب وجبال هملايا، وفي كليمنجارو بأفريقيا.[18][19] كما يوجد الثلج أيضا في بعض الكهوف، ويمكن أن ينزل من السماء كجليد.[20]

وكانت الكرة الثلجية على الكرة الأرضية منتشرة وبلغت ذروتها خلال عصر ستورتي وعصر مارينوي خلال حقبة ما تسمى كريوغينيوم، قبل نحو 635 مليون سنة. ولكن الكرة الثلجية في تلك العصور لم تغطي الأرض بالكامل. .[21] ولم تعاصر الأرض أي عصرا من العصور كانت مغطاة كاملا بالثلج.

الماء على الأرض

ملحوظة: الماء فوق الحرج هو ماء يخرج من قاع البحار شديد السخونة، تصل درجة حرارته فوق 400 درجة مئوية.

القمر

يوجد على القمر مناطق محدودة صغيرة نسبيا ذات غلاف ثلجي. وهي شبيهة بالمناطق المماثلة لها على عطارد، حيث يوجد الثلج في قيعان الفوهات الأرضية بالقرب من قطبي القمر. لا تصل أشعة الشمس إلى تلك الفوهات وربما مر عليها مليارات السنين في الظل. [22][23]

ماء القمر
المريخ
ظهر الثلج في فوهة حديثة على المريخwurde حيث يكون عادة مختفيا تحت السطح.

يمكن اعتبار المناطق المحدودة للغلاف الثلجي على المريخ بنظيرتها على الأرض .[24] فهي مناطق لا تشمل فقط قطبي الكوكب. ويوجد ثلج الغازات النبيلة كثلج جاف (ما عدا خلال الصيف) [25] وهو معطى بطبقات رسوبية. وقد تبت وجود عدة آلاف كيلومترات مكعبة من ثلج الماء عند القطب الشمالي للمريخ. [26] ويشغل منطقة تقدر بنحو 900.000 كيلومتر مربع، ويصل عند منتصفه إلى سمك نحو 2 كيلومتر.[27] ويوجد الثلج بكمية تقدر بنحو 1.600.000 كيلومتر مكعب عند القطب الجنوبي.[28]

وخارج منطقتي القطبين فتوجد مساحات ممتدة بها ثلج الماء.[29][30] ويبدو الثلج مستقرا عند خطوط العرض بعيدا عن خط الاستواء إذا كان يوجد على عمق بين 1 - 2 متر. [31] وإذا كان موجودا في أعماق أكثر عمقا فيمكن أن يكون موجودا أيضا عن خط الاستواء. ولذلك يوجد في منطقة «دوترونيلوس منساي» ثلج تحت السطح تمتد عبر عدة كيلومترات. [32] وحتى في منطقة «فاليس مارينريس» عند خط الاستواء يوجد نحو 1.000.000 كيلومتر مكعب من الثلج تحت طبقات رسوبية .[33] يفسر العلماء المخزنتين الاخيرتين بأنهما عبارة عن «ثلج أحفوري»، حيث يمكن أن يكون قد تكون خلال مرحلة مثلجة وغطتها الرمال والحصى.

من وجود ذلك الثلج الاحفوري في مناطق غير منطقتي القطبين على المريخ يمكن استنتاج أنه مر على المريخ عصرا جليديا على الأقل: وأن المريخ قد مر عليه عصر على الأقل كانت له غلاف ثلجي غطته كاملا حتى وصلت مناطقة الاستوائية. وحاليا فهو يمتلك غلافا ثلجيا أصغر ولكن تحت السطح. ويظهر في أيامنا هذه الثلج في بقع صغيرة على السطح في منطقتي القطبين للمريخ.

توجد مؤشرات بسقوط الجليد على سطح المريخ من سحب قبل نحو 7و3 مليار سنة. ثم انصهر هذا الجليد بعد ارتفاع درجة حرارة الغلاف الجوي. وعلى ذلك يكون الماء الناتج قد انساب وغمر الوديان، وعمل على تعريتها.[34]

ماء المريخ

حزام الكويكبات

عثر على الماء أيضا في حزام الكويكبات -وهو المنطقة الوسطية في المجموعة الشمسية. فيوجد على أسطح الكويكب «تيمس» [35] و «سيبل» .[36] وربما يوجد الثلج أيضا على سطح الكوكب القزم «سيريس». وهو موجود تحت السطح ويظهر في منطقتين، حيث يتسامى منه البخار، وقد أثبتت المشاهدات ذلك. [37]

ماء حزام الكويكبات

الجزء الخارجي للمجموعة الشمسية

تمتلك عدة أجرام سماوية في الجزء الخارجي للمجموعة الشمسية كرة ثلجية تغطيها بالكامل. وهو يوجد بين مداري المشتري ونبتون على أقمار الكواكب الغازية. كما توجد كرة ثلجية على أسطح الكواكب الصغيرة الواقعة خارج مدار نبتون وعلى أسطح أقمارها. ولكن ثلجها لا يتكون فقط من ثلج الماء وإنما توجد أنواع أخرى من ثلوج المركبات، وقد تكون ثلوج العناصر هي الغالبة، [38] مثل تلج الأمونيا [39] وثلج أول أكسيد الكربون،[40] وثلج الميثان،[41] وثلج النتروجين[42] أو ثلج جاف (ثلج ثاني أكسيد الكربون).[43]

اقرأ أيضاً

المراجع
  1. Jeffrey Bennett et al.: Astronomie. Die kosmische Perspektive (Hrsg. هارالد ليش), 5., aktualisierte Auflage 2010. Pearson Studium Verlag, München, ISBN 978-3-8273-7360-1, Seite 1048
  2. Franck S., Block A., von Bloh W., Bounama C., Garrido I., Schellnhuber H. J.: Planetary habitability: is Earth commonplace in the Milky Way? In: Naturwissenschaften, Nr. 88 (2001), S. 416–426 دُوِي:10.1007/s001140100257
  3. Sebastian U.: Gesteinskunde. Heidelberg, 2009, S. 13, ISBN 978-3-8274-2024-4
  4. L. A. Lebofsky, "Asteroid 1 Ceres - Evidence for water of hydration" (in German), Monthly Notices of the Royal Astronomical Society Nr. 182 (1978): pp. 17, doi:10.1093/mnras/182.1.17P
  5. H. P. Larson, "The composition of asteroid 2 Pallas and its relation to primitive meteorites" (in German), Icarus Band=Nr. 56 (1983): pp. 398, doi:10.1016/0019-1035(83)90161-6
  6. de Sanctis M. C., Combe J-Ph., Ammannito E., Palomba E., Longobardo A., McCord T. B., Marchi S., Capaccioni F., Capria M. T., Mittlefehldt D. W., Pieters C. M., Sunshine J., Tosi F., Zambon F., Carraro F., Fonte S., Frigeri A., Magni G., Raymond C. A., Russell C. T., Turrini D.: Detection of widespread hydrated materials on Vesta by the VIR imaging spectrometer on board the Dawn mission. In: The Astrophysical Journal Letters, Nr. 758 (2012), L36 دُوِي:10.1088/2041-8205/758/2/L36
  7. Barnes J. J., Anand M., Franchi I. A., Starkey N. A., Ota Y., Sano Y., Russell S. S., Tartèse R.: The hydroxyl content and hydrogen isotope composition of lunar apatites. In: 43rd Lunar and Planetary Science Conference, 2012, S. 1797 Link نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
  8. Encrenaz T., Bibring J.-P., Blanc M., Barucci M.-A., Roques F., Zarka P.: The Solar System. Berlin·Heidelberg, 2004, S. 275, ISBN 978-3-540-00241-3
  9. Norton O., Richard N. O.: The Cambridge Encyclopedia of Meteorites. Cambridge, 2002, S. 121–124, ISBN 978-0-521-62143-4
  10. Mustard J. F., Murchie S. L., Pelkey S. M., Ehlmann B. L., Milliken R. E., Grant J. A., Bibring J.-P., Poulet F., Bishop J., Dobrea E. N., Roach L., Seelos F., Arvidson R. E., Wiseman S., Green R., Hash C., Humm D., Malaret E., McGovern J. A., Seelos K., Clancy T., Clark R., Marais D. D., Izenberg N., Knudson A., Langevin Y., Martin T., McGuire P., Morris R., Robinson M., Roush T., Smith M., Swayze G., Taylor H., Titus T., Wolff M.: Hydrated Silicate Minerals on Mars Observed by the Mars Reconnaissance Orbiter CRISM Instrument. In: Nature, Nr. 454 (2008), S. 305 دُوِي:10.1038/nature07097
  11. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 11, ISBN 978-3-14-160279-1
  12. Lin D. N. C. (2008), [Online "Die chaotische Geburt der Planeten"] (in German), ساينتفك أمريكان Nr. 6: pp. 26, Online نسخة محفوظة 23 ديسمبر 2014 على موقع واي باك مشين.
  13. Dambeck T. (2013), [Online "Eis in der Gluthölle"] (in German), Spektrum der Wissenschaft Nr. 3: pp. 13–14, Online نسخة محفوظة 23 ديسمبر 2014 على موقع واي باك مشين.
  14. Dambeck T. (2013), [Online "Eis in der Gluthölle"] (in German), Spektrum der Wissenschaft Nr. 3: pp. 13, Online نسخة محفوظة 23 ديسمبر 2014 على موقع واي باك مشين.
  15. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 117–120, ISBN 978-3-14-160279-1
  16. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 11–12, ISBN 978-3-14-160279-1
  17. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 119, ISBN 978-3-14-160279-1
  18. Eitel B.: Bodengeographie. Braunschweig, 1999, S. 50 u. 66, ISBN 978-3-14-160281-4
  19. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 100–107, ISBN 978-3-14-160279-1
  20. Wilhelm F.: Hydrogeographie. Braunschweig, 1997, S. 42–43, ISBN 978-3-14-160279-1
  21. Allen P. A., Etienne J. L.: Sedimentary challenge to Snowball Earth. In: Nature Geoscience, Nr. 1 (2008), S. 817 دُوِي:10.1038/ngeo355
  22. Feldman W. C., Maurice S., Lawrence D. J., Little R. C., Lawson S. L., Gasnault O., Wiens R. C., Barraclough B. L., Elphic R. C., Prettyman T. H., Steinberg J. T., Binder A. B.: Evidence for water ice near the lunar poles. In: Journal of Geophysical Research: Planets, Nr. 106 (2001), S. 23231 دُوِي:10.1029/2000JE001444
  23. Spudis P. D., Bussey D. B. J., Baloga S. M., Butler B. J., Carl D., Carter L. M., Chakraborty M., Elphic R. C., Gillis-Davis J. J., Goswami J. N., Heggy E., Hillyard M., Jensen R., Kirk R. L., LaVallee D., McKerracher P., Neish C. D., Nozette S., Nylund S., Palsetia M., Patterson W., Robinson M. S., Raney R. K., Schulze R. C., Sequeira H., Skura J., Thompson T. W., Thomson B. J., Ustinov E. A., Winters H. L.: Initial results for the north pole of the Moon from Mini-SAR, Chandrayaan-1 mission. In: Geophysical Research Letters, Nr. 37 (2010), L06204 دُوِي:10.1029/2009GL042259
  24. Mousis O., Lunine J. I., Chassefière E., Montmessin F., Lakhlifi A., Picaud S., Petit J.-M., Cordier D.: Mars cryosphere: A potential reservoir for heavy noble gases? In: Icarus, Nr. 218 (2012), S. 80 دُوِي:10.1016/j.icarus.2011.12.007
  25. Appéré T., Schmitt B., Langevin Y., Douté S., Pommerol A., Forget F., Spiga A., Gondet B., Bibring J.-P.: Winter and spring evolution of northern seasonal deposits on Mars from OMEGA on Mars Express. In: Journal of Geophysical Research:Planets, Nr. 116 (2011), E05001 دُوِي:10.1029/2010JE003762
  26. Maise G., Powell J., Powell J., Paniagua J., Ludewig H.: MULTI-MICE: A Network of Interactive Nuclear Cryo Probes to Explore Ice Sheets on Mars and Europa. New York, 2006, S. 2 Link نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
  27. Putzig N. E., Phillips R. J., Seu R., Biccari D., Safaeinili A., Holt J. W., Plaut J. J., Egan A. F.: Subsurface structure of Planum Boreum from Mars Reconnaissance Orbiter Shallow Radar soundings. In: Icarus, Nr. 204 (2009), S. 443 دُوِي:10.1016/j.icarus.2009.07.034
  28. Plaut J. J., Picardi G., Safaeinili A., Ivanov A. B., Milkovich S. M., icchetti A., Kofman W., Mouginot J., Farrell W. M., Phillips R. J., Clifford S. M., Frigeri A., Orosei R., Federico C., Williams I. P., Gurnett D. A., Nielsen E., Hagfors T., Heggy E., Stofan E. R., Plettemeier D., Watters T. R., Leuschen C. J., Edenhofer P.: Subsurface Radar Sounding of the South Polar Layered Deposits of Mars. In: Science, Nr. 316 (2007), S. 92 دُوِي:10.1126/science.1139672
  29. Head J. W., Marchant D. R.: Evidence for Non-Polar Ice Deposits in the Past History of Mars. In: Lunar and planetary science Conference, Nr. 39 (2008), S. 1295 Link نسخة محفوظة 04 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
  30. A. S. McEwen (2013), [Online "Wandelbarer Mars"] (in German), Spektrum der Wissenschaft Nr. 12: pp. 67, Online نسخة محفوظة 23 ديسمبر 2014 على موقع واي باك مشين.
  31. Bandfield J. L.: High-resolution subsurface water-ice distributions on Mars. In: Nature, Nr. 447 (2007), S. 64 دُوِي:10.1038/nature05781
  32. Plaut J. J., Safaeinili A., Holt J. W., Phillips R. J., Head III J. W., Seu R., Putzig N. E., Frigeri A.: Radar evidence for ice in lobate debris aprons in the mid-northern latitudes of Mars. In: Geophysical Research Letters, Nr. 36 (2009), L02203 دُوِي:10.1029/2008GL036379
  33. Gourronc M., Bourgeois O., Mège D., Pochat S., Bultel B., Massé M., Le Deit L., Le Mouélic S., Mercier D.: One million cubic kilometers of fossil ice in Valles Marineris: Relicts of a 3.5 Gy old glacial landsystem along the Martian equator. In: Geomorphology, Nr. 204 (2014), S. 235 دُوِي:10.1016/j.geomorph.2013.08.009
  34. Scanlon K. E., Head J. W., Madeleine J.-B., Wordsworth R. D., Forget F.: Orographic precipitation in valley network headwaters: Constraints on the ancient Martian atmosphere. In: Geophysical Research Letters, Nr. 40 (2013), S. 4182 دُوِي:10.1002/grl.50687
  35. Campins H., Hargrove K., Pinilla-Alonso N., Howell E. S., Kelley M. S., Licandro J., Mothé-Diniz T., Fernández Y., Ziffer J.: Water ice and organics on the surface of the asteroid 24 Themis. In: Nature, Nr. 464 (2010), S. 1320 دُوِي:10.1038/nature09029
  36. Licandro J., Campins H., Kelley M., Hargrove K., Pinilla-Alonso N., Cruikshank D., Rivkin A. S., Emery J.: (65) Cybele: detection of small silicate grains, water-ice, and organics. In: Astronomy & Astrophysics, Nr. 525 (2011), A34 دُوِي:10.1051/0004-6361/201015339
  37. Küppers M., O’Rourke L., Bockelée-Morvan D., Zakharov V., Lee S., v. Allmen P., Carry B., Teyssier D., Marston A., Müller T., Crovisier J., Barucci M. A., Moreno R.: Localized sources of water vapour on the dwarf planet (1) Ceres. In: Nature, Nr. 505 (2014), S. 525 دُوِي:10.1038/nature12918
  38. de Bergh C., Schmitt B., Moroz L. V., Quirico E., Cruikshank D. P.: Laboratory Data on Ices, Refractory Carbonaceous Materials, and Minerals Relevant to Transneptunian Objects and Centaurs In: Barucci M. A., Boehnhardt H., Cruikshank D. P., Morbidelli A., Dotson R. (ed.): The Solar System Beyond Neptune. Tucson, 2008, S. 483–506, ISBN 978-0-8165-2755-7
  39. Brown M. E., Calvin W. M.: Evidence for Crystalline Water and Ammonia Ices on Pluto’s Satellite Charon. In: Science, Nr. 287 (2000), S. 107 دُوِي:10.1126/science.287.5450.107
  40. Jewitt D. C.: From Kuiper Belt Object to Cometary Nucleus: The Missing Ultrared Matter. In: The Astronomical Journal, Nr. 123 (2002), S. 1046 دُوِي:10.1086/338692
  41. Merlin F., Alvarez-Candal A., Delsanti A., Fornasier S., Barucci M. A., DeMeo F. E., de Bergh C., Doressoundiram A., Quirico E., Schmitt B.: Stratification of Methane Ice on Eris’ Surface. In: The Astronomical Journal, Nr. 137 (2009), S. 315 دُوِي:10.1088/0004-6256/137/1/315
  42. Owen T. C., Roush T. L., Cruikshank D. P., Elliot J. L., Young L. A., de Bergh C., Schmitt B., Geballe T. R., Brown R. H., Bartholomew M. J.: Surface Ices and the Atmospheric Composition of Pluto. In: Science, Nr. 261 (1993), S. 745 دُوِي:10.1126/science.261.5122.745
  43. Brown M. E., Schaller E. L., Fraser W. C.: A hypothesis for the color diversity of the Kuiper belt. In: The Astrophysical Journal Letters, Nr. 739 (2011), L60 دُوِي:10.1088/2041-8205/739/2/L60
  • بوابة علم الفلك
  • بوابة علم الكون
  • بوابة ماء
  • بوابة علم الكواكب خارج المجموعة الشمسية
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.