اكتشاف مذهل في الغلاف الجوي لـ«توأم الأرض»

توصل علماء إلى اكتشاف مذهل في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، وهو وجود كمية أعلى من الديوتيريوم (شكل ثقيل من الهيدروجين) مقارنة بالهيدروجين العادي.

وفي حين، أن هذا قد لا يبدو مثيراً للوهلة الأولى، إلا أنه قد يغيّر فهمنا لكوكب الزهرة باعتباره كوكباً جافاً قاحلاً.

ويعرف الزهرة بأنه شقيق الأرض، وعلى الرغم من أنهما بدآ في ظروف مماثلة، إلا نشأتهما كانت بشكل مختلف تماماً.

الأرض مليئة بالحياة، مع المحيطات والمناخ المستقر، في حين أن الزهرة حارقة للغاية، مع ظروف سطحية قاسية تجعل من المستحيل وجود الماء السائل.

وهنا يأتي الاكتشاف الجديد لباحثين من جامعة توهوكو، والذي تم الإعلان عنه في بيان على موقع الجامعة، فالديوتيريوم والهيدروجين مثل أبناء العم؛ أشكال من نفس العنصر ولكن لهما أوزان مختلفة قليلاً.

ومن خلال دراسة نسبتهما، يمكن للعلماء تعلم الكثير عن تاريخ الكوكب.

على سبيل المثال، على الأرض، نستخدم تأريخ الكربون للعثور على عمر الحفريات القديمة من خلال مقارنة نسب نظائر الكربون، وبالمثل، فإن نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة يمكن أن تخبرنا عن ماضيه المائي.

وفي الأصل، من المرجح أن كوكبي الزهرة والأرض كانا يحتويان على كميات متماثلة من الديوتيريوم والهيدروجين لأن كلا الكوكبين تشكلا في جزء ساخن من النظام الشمسي المبكر، وربما وصل الماء لاحقاً، عن طريق الكويكبات، مما أدى إلى نسب مماثلة من الديوتيريوم إلى الهيدروجين على كلا الكوكبين.

ومع ذلك، أظهرت البيانات من مسبار الفضاء "فينوس إكسبريس" أن نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين على كوكب الزهرة أصبحت الآن أعلى بمقدار 120 مرة مما كانت عليه في السابق.

ويحدث هذا التغيير لأن إشعاع الشمس يكسر جزيئات الماء في الغلاف الجوي العلوي لكوكب الزهرة، إذ تهرب ذرات الهيدروجين الأخف إلى الفضاء بسهولة أكبر من ذرات الديوتيريوم الأثقل، مما يتسبب في تحول النسبة بمرور الوقت.

ومن المثير للاهتمام أن العلماء وجدوا أيضاً أن جزيئات الماء (العادية والغنية بالديوتيريوم) تصبح أكثر تركيزاً كلما ارتفعت في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة، وخاصة بين 70 و110 كيلومترات فوق السطح.

وعلى هذه الارتفاعات، تكون نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين أعلى من 1500 مرة من تلك الموجودة في محيطات الأرض.

ويعتقد الباحثون أن هذا النمط غير المعتاد قد يكون ناجماً عن عمليات مناخية تتضمن سحب الزهرة السميكة، والتي تتكون في الغالب من حمض الكبريتيك، حيث يمكنك تخيل جزيئات صغيرة في السحب تحبس الديوتيريوم أكثر من الهيدروجين، ومع ارتفاع هذه الجزيئات وانخفاضها مع تغير درجات الحرارة، فإنها تطلق المزيد من بخار الماء الغني بالديوتيريوم، والذي يختلط بعد ذلك في الغلاف الجوي، مما يخلق دورة تستمر في زيادة نسبة الديوتيريوم.

ويشير هذا الاكتشاف إلى أنه لفهم الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بشكل كامل، وخاصة كمية المياه التي فقدها بمرور الوقت، يحتاج العلماء إلى النظر في كيفية تغير نسبة الديوتيريوم إلى الهيدروجين على ارتفاعات مختلفة، ويمكن أن تؤدي هذه الأفكار إلى نماذج جديدة تشرح تاريخ الكوكب وتطوره بشكل أفضل.