الكون أكثر رطوبة بكثير مما تعتقد

في وسائل الإعلام، هناك عادة إقامة حفل في كل مرة يكتشف فيها مسبار فضائي الماء. إنه لأمر مدهش كم مرة تم اكتشاف الماء مارتي على القمر أو على أي كويكب. وهذا أمر مدهش للغاية، حتى أنه بتفسير هذه العناوين الرئيسية، يمكننا استخلاص استنتاجين واضحين. الأول: أن ذاكرتنا محدودة. والثاني: أن الماء نادر في عالمنا، ومجرد وجوده يعد خبرًا بالفعل. أيضا، في حين أن النقطة الأولى صحيحة، فإن النقطة الثانية غير بديهية. الماء ليس نادرًا فحسب، بل شائع أيضًا. إنه جزيء ذرتان هيدروجين وذرة أكسجين واحدة العنصران الأول والثالث الأكثر شيوعاً في الكون، على التوالي.

ويمكننا أن نفهم المفاجأة إذا انتقلنا على الأقل من الافتراض النظري إلى التأكيد العملي. وبقدر ما نستطيع تقدير وفرة الماء في الكون، فإننا لم نكتشفها حتى تلك اللحظة، بل حدث ذلك منذ زمن طويل. دون الذهاب إلى أبعد من ذلك، نعلم أن معظم المذنبات تتكون في معظمها من جليد الماء. تذوب أجسادهم عندما يقتربون من الشمس، تاركين وراءهم ذيلين مميزين عندما يتقلص حجمهم. نحن نعلم أن الأجسام الصغيرة الأخرى في نظامنا الشمسي (النيازك والكويكبات) شائعة. أكوا في الواقع، هناك فرضية تقترح أن مياه كوكبنا ربما جاءت منهم.

لذا، إذا كان الماء شائعًا إلى هذا الحد، فكيف نبدأ بإيلاء أهمية كبيرة لاكتشافه في الكون؟ حسنًا، لا نعرف على وجه اليقين، ولكن قد يكون ذلك بسبب سوء فهم. كما قال العديد من الخبراء، من الغريب معرفة ذلك الماء السائل خارج الأرض في نظامنا الشمسي. وهذه الكلمة في حد ذاتها مهمة، لأنه على الرغم من وجود المادة وكثرتها، إلا أن الظروف عمومًا لا تسمح لها بأن تكون في حالة سائلة. يساهم الضغط الجوي المنخفض في الحالة الغازية، وفي بعض السدم تتشكل نجوم جديدة. وعندما يزداد الضغط، على سبيل المثال، على سطح كوكب ما، فإن درجة الحرارة المنخفضة السائدة في الكون، تتجمد أكوا الصفائح الجليدية تحت السطح، أو الأغطية القطبية، أو الصفائح الجليدية القادرة على تغطية القمر بأكمله مباشرة.

في الواقع، هذه إحدى النقاط الأساسية التي يجب معالجتها عندما نبحث عن الحياة خارج الأرض. نحن لا نعرف كيف يبدو أو كيف من المفترض أن يعيش، ولكن لدينا سبب للاعتقاد بذلك الماء السائل إنه أمر مهم للغاية، لذا يفكر الخبراء في تركيز البحث حيثما وجد. بالإضافة إلى حقيقة أن الحياة كلها كما نعرفها تعتمد على الماء، فإننا نعلم أيضًا أنه أحد أفضل المذيبات العضوية الموجودة، وبالتالي يسهل التفاعلات الكيميائية المعقدة الضرورية لحدوث الحياة. إلى جانب كونها مفيدة كما قلنا، فهي وفيرة، لذلك لا يبدو من الجنون أن الأنواع الأخرى تحتاج إلى الماء أيضًا. ومع ذلك، يمكننا أن نجد أمثلة على الماء السائل في محيطنا.

المريخ كوكب ذابل، أو على الأقل هذا ما يبدو إذا سمحنا لأنفسنا بالانجراف في تاريخه. لقد كانت تشبه الأرض البدائية ذات يوم. كان لها غلاف جوي خاص بها ومحيطات من الماء السائل، وكانت قشرتها نشطة، مما أدى إلى تكوين الجبال وتدميرها. الآن، لم يعد هناك أي حركة تحت ثراه الأحمر، وقد هرب غلافه الجوي إلى الفضاء وجفت محيطاته. ومع ذلك، لا يزال الجليد المائي مدفونًا في تربة المريخ. المعروف باسم التربة الصقيعية، وهو لا يذوب على مدار السنة. أيضًا، على السطح، يمكنك رؤية قبعات مليئة بالثلوج، والتي يتغير سطحها حسب الموسم من السنة. كل هذا نعرفه على وجه اليقين، ولكن هناك الكثير، وهناك افتراض مذهل لا يمكننا تأكيده بعد.

تشير بعض الدراسات إلى أن بعض بحيرات الماء السائل قد تختفي تحت سطح المريخ. ضحلة، ولكن شاملة جدا. كانت الأماكن المحمية من الإشعاع عندما كان السطح لا يزال يحتوي على غلاف جوي. مناطق المياه السائلة حيث يمكن الحفاظ على الكيمياء الحيوية لبعض الكائنات الحية الدقيقة الغريبة. ومع ذلك، هناك خدعة. لأنه كيف يمكن أن تكون هذه البحيرات سائلة على كوكب تتراوح درجات الحرارة فيه بين 20 درجة مئوية إلى -135 درجة مئوية. يبدو أن هذه البحيرات تحتوي على نسبة عالية جدًا من الأملاح المعدنية. ويحدث شيء مماثل للطرق عندما تمتلئ بالملح، مما يؤدي إلى خفض درجة تجمد الماء هناك ومنعه من التجمد في كل مرة تنخفض فيها درجة الحرارة.

لكن إذا كنا نبحث عن مثال واضح للمياه السائلة في نظامنا الشمسي، علينا أن نسافر أبعد قليلاً. وخاصة بالنسبة لأقمار المشتري. سنجد هناك أوروبا، وهو قمر صناعي خاص جدًا أصغر قليلاً من قمرنا ويدور حول كوكب المشتري كل ثلاثة أيام ونصف. وتحت قشرته الجليدية توجد محيطات من الماء السائل، والتي، إذا كانت الحسابات صحيحة، تعادل كوكبين مثل كوكبنا. وبفضل هذه البيانات، تظهر أوروبا نفسها باعتبارها المرشح الواعد، ولكن لا يزال هناك المزيد.

أكدت دراستان جديدتان وجود ثاني أكسيد الكربون على سطح يوروبا، والذي يرتبط عادة بالعمليات البيولوجية، ووجدتا أن هذا الكربون، بطريقة ما، يأتي من المحيطات الموجودة أسفل القشرة الجليدية للقمر. قبل أن نقرع الجرس، يجدر بنا أن نتذكر أن ثاني أكسيد الكربون هذا يمكن أن يتخذ أشكالًا عديدة ولا تشير جميعها إلى وجود الحياة. وربما تكون هذه عملية سلبية بحتة، وجيولوجية أكثر منها بيولوجية. ومع ذلك، فهذه تفاصيل أخرى تعزز صورة أوروبا كمرشح رئيسي للعثور على حياة خارج كوكب الأرض.

كما هو الحال في أوروبا هناك آخرون. على سبيل المثال، ينفث إنسيلادوس، أحد أقمار زحل، الماء السائل من الفجوات الموجودة في قطبه الجنوبي. والأمثلة كثيرة، وكلما استكشفنا الكون خارج النظام الشمسي، كلما اكتشفنا المزيد. وقد تنتظرنا كواكب محيطية هناك، حيث لا تكاد توجد أي أرض مكشوفة ويبدو سطحها وكأنه مسطح مائي واسع ومتواصل. نحن لا نحلم وآمل ألا يستغرق الأمر وقتًا طويلاً لمعرفة ذلك. لدينا بشكل متزايد تلسكوبات أفضل وطرق أكثر دقة لتحديد التركيب الكيميائي للأجسام البعيدة جدًا.

لكن علينا أن نتحكم في حماستنا لأن هناك شيئًا واحدًا وهو أننا نستطيع العثور على الماء في عوالم أخرى، ولكن الشيء الغريب الآخر هو أنه يمكننا العثور على الحياة فيه. وسوف يتطلب تكنولوجيا أكثر تطورا. ومن أجل إرضاء فضولنا بالكامل ورغبتنا في العثور على رفاق كونيين، نحتاج إلى الوصول إلى تلك الأماكن البعيدة من خلال الرحلات الاستكشافية التي أصبحت الآن بعيدة كل البعد عن تقنيتنا بحيث لا يمكننا اعتبارها سوى أحلام يقظة. لذا فإن أذكى ما يمكن فعله هو الاستمرار في الإعجاب بكل جزيء ماء نجده على سطح فضائي مبلل.

لا أعلم:

• على الرغم من أن يوروبا يقع خارج المنطقة الصالحة للسكن لنجمنا (مما يعني أنه لا يتلقى ما يكفي من الطاقة الشمسية لدعم الماء السائل)، إلا أن جاذبية كوكب المشتري الضخم القريب تعمل على تدفئة الجزء الداخلي من القمر من خلال عملية تسمى “الاحتباس الحراري”. يؤدي القرب من هذين الجسمين الضخمين إلى تشوههما، كما لو تم سحبهما في اتجاهين متعاكسين. يمكننا مقارنتها بالشريط المطاطي الذي نسحبه. ومع عودة الجلد إلى طوله الأصلي، إذا قربنا الجلد من المطاط، سنلاحظ أنه ساخن. وهذا ليس هو نفسه ما يحدث في أوروبا، لكنه يتيح لنا الحصول على فكرة تقريبية عن كيفية عمل ذلك. ولذلك تنبعث الحرارة من باطن القمر وتشع إلى الخارج وتتبدد في مياه محيطاته.

ملاحظات (MLA):

• سامانثا ك. ترومبو وآخرون. “توزيع ثاني أكسيد الكربون في أوروبا يشير إلى مصدر داخلي للكربون”. العلوم، 2023 https://www.science.org/doi/10.1126/science.adg4155
• جي إل فيلانويفا وآخرون. “تكوين جليد ثاني أكسيد الكربون الداخلي غير المكتشف ونشاط العمود على سطح أوروبا”. العلوم، 2023 https://www.science.org/doi/10.1126/science.