به نقل از «فرارو»

چرا زمین یک سیاره عجیب و غریب در منظومه شمسی است؟

تاریخ انتشار: ۲۸ مهر ۱۴۰۲ | کد خبر: ۳۸۹۲۵۷۳۳

دانشمندان باور دارند زمین یکی از سیارات عجیب و غریب منظومه شمسی است؛ حتی شاید بتوان آن را عجیب‌ترین سیاره دانست. اما چرا؟

آیا تابه‌حال به سنگ‌هایی که به‌صورت معمول در سطح زمین یافت می‌شوند، دقت کرده‌اید؟ برای یافتن این سنگ‌ها در سطح دیگر سیارات مشکلات فراوانی وجود دارد. تمام آنچه روی زمین یافت می‌شود، در دیگر سیارات نادر است و یا به‌طور کل وجود ندارد.

بیشتر بخوانید: اخباری که در وبسایت منتشر نمی‌شوند!

همین امر سبب شگفت‌انگیزبودن زمین در میان سیارات منظومه شمسی می‌شود.

در راستای همین قیاس، دانشمندان به‌تازگی ناحیه‌ای شگفت‌انگیز در سمت دور ماه کشف کرده‌اند؛ سمت دور ماه به آن سمتی گفته می‌شود که رو به زمین نیست. آن‌ها ناحیه‌ای داغ در دهانه یک آتشفشان خاموش شده پیدا کردند که مدت‌هاست فعالیت نمی‌کند. این ناحیه توسط عناصر رادیواکتیو موجود در گرانیت‌ها درحال گرم‌شدن است. این گرانیت‌ها در لایه ماگمای جامد زیر پوسته تشکیل شده‌اند.

اما وجود مواد رادیواکتیو در گرانیت‌ها چیزی نبود که سبب شگفتی دانشمندان شده باشد - حتی روی زمین نیز گرانیت‌ها عمدتا حاوی مقادیر ناچیزی مواد رادیواکتیو هستند. آنچه سبب تعجب دانشمندان بود، وجود سنگ گرانیت بود! این نوع سنگ تنها به علت وجود آب مایع و صفحات تکتونیک فعال در زیر پوسته زمین تشکیل می‌شود، درحالی‌که ماه فاقد هر دو مؤلفه است.

این نکته را در نظر داشته باشید که گرانیت و سایر سنگ‌های ساخته‌شده از ماگمای سنگ‌های آذرین که در هنگام فوران آتشفشان ساخته می‌شوند، سنگ‌های خاص و منحصربه‌فردی در منظومه شمسی نیستند. سطوح ماه، مریخ و حتی قمر‌های کوچک دیگر سیارات مانند «آیو» که قمر مشتری است، مملو از این سنگ‌ها هستند. اما ماگمای معمولی سبب تولید گرانیت نمی‌شود و همین عجیب است!

همین مسیٔله سبب می‌شود تا زمین با توجه به ویژگی‌های منحصربه‌فرد خود یک سیاره عجیب در منظومه شمسی در قیاس با دیگر سیارات باشد. گرانیت یکی از چندین سنگی است که تنها روی زمین یافت می‌شود - اگر در دیگر سیارات یافت شود، مقدار بسیار ناچیزی دارد و یک سنگ کمیاب است. ازجمله دیگر چیز‌هایی که در آن‌ها را تنها در زمین پیدا می‌کنیم، می‌توان به ستون‌های آهکی، تپه‌های ماسه‌ای کوارتز و غیره.

اما قضاوت دانشمندان در این‌باره تنها براساس دانش فعلی آن‌هاست. آن‌ها با توجه به اطلاعاتی که هم‌اکنون دارند، قضاوت می‌کنند که سنگ‌های معمولی در زمین در دیگر سیارات نایاب یا کمیاب است. اگر ماه می‌تواند حاوی گرانیت باشد و دانشمندان را غافلگیر کند، آیا دیگر سیارات همانند مریخ نیز می‌توانند حاوی سنگ‌هایی باشند که هیچ‌گاه وجود آن‌ها را پیش‌بینی نمی‌کردیم؟ حتی اگر پاسخ مثبت باشد، باز هم زمین به علت ویژگی‌های بی‌مانند خود، یکی از عجیب‌ترین سیارات منظومه شمسی است.

«هری مک‌سوین»، دانشمند سیاره‌شناسی دانشگاه «تنسی»، می‌گوید: «ماگمای حاصل از فوران آتشفشان معمولا سبب تشکیل سنگی سیاه به نام «بازالت» می‌شود. از سوی دیگر، گرانیت معمولاً از ماگمایی تشکیل می‌شود که بار‌ها و بار‌ها سرد شده و دوباره تا حدی ذوب می‌شود. در این فرآیند، کانی‌هایی مانند «کوارتز» که در گرانیت‌ها هستند، به‌راحتی ذوب‌شده و از گرانیت جدا می‌شوند. سنگ‌های گرانیتی حاصل از این فرآیند بیشتر پوسته قاره‌ای زمین را تشکیل می‌دهند.

روی زمین، این فرآیند معمولاً در مناطق فرورانش اتفاق می‌افتد؛ جایی که پوسته اقیانوسی در زیر پوسته قاره‌ای می‌لغزد و پایین رفتن آن به سمت مرکز زمین سبب گرم‌شدن آن می‌شود. از آنجایی که سنگ‌های مرطوب راحت‌تر ذوب می‌شوند، پس فرورانش به این فرآیند کمک می‌کند. جالب است بدانید آب تنها به ذوب سنگ‌ها کمک نمی‌کند، بلکه سبب چسبیدن آن‌ها به یکدیگر نیز می‌شود.

«متیو سیگلر»، دانشمند سیاره‌شناسی از مؤسسه علوم سیاره‌ای در «توسان آریزونا» که در زمینه شناسایی گرانیت در ماه فعالیت داشته است، می‌گوید: «زمین با داشتن آب فراوان و صفحات تکتونیک همیشه راهی برای ساخته‌شدن گرانیت داشته است. اما این شرایط در دیگر سیارات وجود ندارد.»

به همین دلیل است که عطارد، زهره و مریخ و حتی قمر‌های آتشفشانی سیاره مشتری دارای مقدار زیادی بازالت، اما مقدار کمی گرانیت هستند. همچنین به همین دلیل است که آتشفشان‌های سیارات دیگر بیشتر شبیه پنکیک است و مواد به‌صورت انفجاری از کوه بیرون نمی‌آیند، بلکه حالتی روان دارند؛ مانند آتشفشان «Olympus Mons» در مریخ.

علاوه بر این موارد، سایر سنگ‌هایی که در آب تشکیل می‌شوند همانند ماسه، سیاره ما را منحصربه‌فرد می‌کنند؛ زیرا زمین تنها سیاره‌ای است که به علت داشتن آب فراوان می‌تواند چنین سنگ‌هایی در سطح خود داشته باشد.

سنگ‌های رسوبی مانند ماسه سنگ‌ها زمانی تشکیل می‌شوند که سنگ‌های لایه لایه که از چسبیدن دیگر سنگ‌ها تشکیل شده بودند، خرد می‌شوند. این خرده سنگ‌ها مجددا بهم می‌چسبند و سنگ‌های جدیدی را شکل می‌دهند. برای چسبیدن مجدد این قطعات سنگ بهم، فشار و آب نیاز است. پس تنها فشار نمی‌تواند سبب شکل‌گیری آن‌ها شود.

«بتانی اهلمان» دانشمند سیاره‌شناسی «Caltech» می‌گوید: «برخی از سیارک‌ها همانند «ریوگو» و «بننو» دارای نوعی سنگ‌های رسوبی هستند که به علت شرایط عجیب گرانشی محیط شکل گرفته‌اند. مریخ نیز دارای سنگ‌های رسوبی متنوعی است که نشان از وجود آب در گذشته دور این سیاره دارد. سنگ‌های رسوبی سیاره سرخ بیشتر زمانی به وجود آمده‌اند که آب به چسباندن رسوبات ته‌نشین‌شده در رودخانه‌ها، دریاچه‌ها و تپه‌های شنی کمک کرده است. بااین‌حال، سنگ‌های رسوبی که ما روی زمین می‌شناسیم فراوان‌تر و متعددتر هستند و همین سبب منحصربه‌فردبودن زمین می‌شود.»

سنگ آهک سنگ دیگری است که در زمین رایج است. این سنگ درحقیقت نوعی سنگ گچی غنی از مواد معدنی به نام کربنات است. سنگ آهک در زمین به وفور یافت می‌شود. این سنگ زمانی تشکیل می‌شود که پوسته‌ها و اسکلت‌های موجودات اقیانوسی به ویژه صخره‌های مرجانی در کف دریا با لاشه ماهی‌ها ترکیب می‌شود. وقتی این مواد به‌خوبی به‌هم فشرده شدند، سنگ آهک شکل می‌گیرد.

دانشمندان باور دارند حیات روی کره زمین به تشکیل سنگ‌های آهکی سرعت می‌بخشد، به حدی که برخی باور دارند شاید سنگ‌های آهکی تنها با وجود حیات قابل شکل‌گیری هستند. اما اینطور نیست. فرآیند‌هایی که در آن‌ها موجودات زنده دخیل نیستند نیز می‌توانند منجر به تشکیل سنگ آهک شوند ازجمله آن‌ها می‌توان به فرآیند‌هایی اشاره کرد که منجر به تولید سنگ آهک در سطح سیاره مریخ شده است.

این نکته که سیاره مریخ در گذشته گرم و مرطوب بوده، سبب شده است حالا مریخ به عنوان دومین سیاره‌ای شناخته شود که می‌توان کربنات را در آن پیدا کرد. اما بدون وجود حیات برای انبوه این ماده معدنی، دانشمندان تنها شاهد مقدار ناچیزی از این ماده در سطح مریخ بوده‌اند.

مقدار کمی از کربنات نیز در سیارک‌ها ازجمله «Bennu» و «سرس» یافت شده است.

سنگ مرمر، نوع دیگری سنگ است در اثر گرما و فشار زیاد شکل می‌گیرد. یافتن این سنگ در سطح سیارات دیگر بسیار عجیب است، زیرا برای تشکیل آن، ابتدا باید سنگ آهک وجود داشته باشد که سپس تغییر ساختار دهد. سنگ مرمر یک نوع سنگ دگرگونی است - به این معنا که تحت گرما و فشار شدید بدون ذوب‌شدن بوجود می‌آید.

این فرآیند دگرگونی در زمین معمولاً به آرامی و در اعماق لایه‌های درونی رخ می‌دهد. گرما و فشار در اعماق زمین سبب به‌وجود آمدن سنگ مرمر می‌شود. اما آیا در سیارات دیگر می‌توان به این راحتی سنگ‌های دگرگونی را یافت؟ در سیارات دیگر، سنگ‌های دگرگونی زمانی به مرمر تبدیل می‌شوند که برخورد یک شهاب سنگ به سطح سیاره سبب آزادشدن انرژی و گرمای بسیار زیاد شود.

دانشمندان با هدف یافتن این نوع از سنگ‌ها در دیگر سیارات، موفق شده‌اند در سیاره مریخ سنگ‌های دگرگونی پیدا کنند که تحت فرآیند‌های مشابه قرار گرفته‌اند. اما شواهد نشان می‌دهد آنچه برای این سنگ‌ها رخ داده است، کمی ملایم‌تر از چیزی بوده است که برای سنگ‌ها در زمین رخ می‌دهد.

در سیاره زهره نیز، سطح به اندازه‌ای داغ است که می‌تواند سرب را ذوب کند، پس احتمال می‌رود بیشتر سنگ‌های موجود روی سطح آن به‌صورت دگرگونی باشند.

دانشمندان درنهایت باور دارند که اگر انسان می‌توانست به اندازه کافی در اعماق دیگر سیارات حفاری کند، موفق می‌شد سنگ‌هایی با انواع خاص و گوناگون بیابد، اما نکته اینجاست که با توجه به دانش کنونی ما که ناچیز نیست، زمین جای خاصی است. زمین به لطف صفحات تکتونیک یکی از خاص‌ترین مکان‌های منظومه شمسی است و دانشمندان این فرصت را دارند تا ساختار درونی آن را به کمک سنگ‌ها با دقت بالایی بررسی کنند. در این مقاله می‌توانید با عمیق‌ترین گودال‌های زمین به عنوان یکی دیگر از شگفتی‌های این سیاره آشنا شوید.

منبع:دیجیاتو

منبع: فرارو

کلیدواژه: سیاره زمین قیمت طلا و ارز قیمت موبایل منظومه شمسی دیگر سیارات سنگ های رسوبی سیارات دیگر باور دارند گرانیت ها سنگ هایی روی زمین سنگ آهک سنگ ها

درخواست حذف خبر:

«خبربان» یک خبرخوان هوشمند و خودکار است و این خبر را به‌طور اتوماتیک از وبسایت fararu.com دریافت کرده‌است، لذا منبع این خبر، وبسایت «فرارو» بوده و سایت «خبربان» مسئولیتی در قبال محتوای آن ندارد. چنانچه درخواست حذف این خبر را دارید، کد ۳۸۹۲۵۷۳۳ را به همراه موضوع به شماره ۱۰۰۰۱۵۷۰ پیامک فرمایید. لطفاً در صورتی‌که در مورد این خبر، نظر یا سئوالی دارید، با منبع خبر (اینجا) ارتباط برقرار نمایید.

با استناد به ماده ۷۴ قانون تجارت الکترونیک مصوب ۱۳۸۲/۱۰/۱۷ مجلس شورای اسلامی و با عنایت به اینکه سایت «خبربان» مصداق بستر مبادلات الکترونیکی متنی، صوتی و تصویر است، مسئولیت نقض حقوق تصریح شده مولفان در قانون فوق از قبیل تکثیر، اجرا و توزیع و یا هر گونه محتوی خلاف قوانین کشور ایران بر عهده منبع خبر و کاربران است.

خبر بعدی:

نقشه‌ تلسکوپ فضایی «جیمز وب» از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی

«تلسکوپ فضایی جیمز وب» به پژوهشگران در نقشه‌برداری از آب‌وهوای یک سیاره فراخورشیدی کمک کرد.

به گزارش ایسنا، یک گروه بین‌المللی از پژوهشگران با موفقیت از «تلسکوپ فضایی جیمز وب» برای ترسیم نقشه آب‌وهوایی یک سیاره فراخورشیدی غول‌پیکر گازی داغ استفاده کردند.

به نقل از ناسا، بررسی‌های دقیق در طیف گسترده‌ای از نور فروسرخ میانی، همراه با مدل‌های سه‌بعدی آب‌وهوا و مشاهدات پیشین تلسکوپ‌های دیگر، وجود ابرهای متراکم و مرتفع را نشان می‌دهند که آسمان را هنگام روز و شب می‌پوشانند و همچنین، بادهای استوایی را به نمایش می‌گذارند که گازهای جوی را با سرعت ۵۰۰۰ مایل در ساعت در اطراف سیاره فراخورشیدی «WASP-43 b» ادغام می‌کنند.

این جدیدترین نمایش علم سیارات فراخورشیدی به شمار می‌رود که اکنون با توانایی خارق‌العاده جیمز وب برای بررسی تغییرات دما و تشخیص گازهای اتمسفر در تریلیون‌ها مایل دورتر امکان‌پذیر شده است.

سیاره فراخورشیدی WASP-43 b یک نوع «مشتری داغ»(Hot Jupiter) است. این سیاره هم‌اندازه مشتری عمدتا از هیدروژن و هلیوم ساخته شده و بسیار داغ‌تر از سایر سیارات غول‌پیکر منظومه شمسی است. اگرچه ستاره آن کوچک‌تر و سردتر از خورشید است اما WASP-43 b در فاصله ۱.۳ میلیون مایلی می‌چرخد که کمتر از یک بیست و پنجم فاصله بین عطارد و خورشید است.

با چنین مداری، سیاره از نظر جزر و مدی قفل می‌شود؛ به این معنی که یک طرف آن به طور مداوم روشن است و طرف دیگر در تاریکی دائمی قرار دارد. اگرچه طرف شب هرگز هیچ تابش مستقیمی را از ستاره دریافت نمی‌کند اما بادهای شدید در حال وزش به سمت شرق، گرما را از طرف روز به اطراف انتقال می‌دهند.

از زمان کشف سیاره WASP-43 b در سال ۲۰۱۱، تلسکوپ‌های متعددی از جمله «تلسکوپ فضایی هابل» و «تلسکوپ فضایی اسپیتزر» آن را رصد کرده‌اند. «تیلور بل»(Taylor Bell) پژوهشگر «مؤسسه تحقیقات محیطی منطقه خلیج»(BAERI) و پژوهشگر ارشد این پروژه گفت: با تلسکوپ فضایی هابل، به وضوح می‌توانیم ببینیم که بخار آب در طرف روز سیاره وجود دارد. هابل و اسپیتزر هر دو نشان دادند که ممکن است ابرهایی در سمت شب وجود داشته باشند اما ما به بررسی‌های دقیق‌تر با تلسکوپ فضایی جیمز وب نیاز داشتیم تا نقشه‌برداری را از دما، پوشش ابر، بادها و ترکیب دقیق‌تر اتمسفر در سراسر سیاره آغاز کنیم.

اگرچه WASP-43 b آن قدر کوچک، کم‌نور و نزدیک به ستاره خود است که تلسکوپ نمی‌تواند مستقیما آن را ببیند اما دوره مداری کوتاه سیاره که تنها ۱۹.۵ ساعت است، آن را برای «طیف‌سنجی منحنی فاز» ایده‌آل می‌کند. روش طیف‌سنجی منحنی فاز شامل بررسی تغییرات کوچک در روشنایی منظومه ستاره-سیاره در حالی است که سیاره به دور ستاره می‌چرخد.

از آنجا که مقدار نور فروسرخ میانی منتشرشده از یک جرم تا حد زیادی به گرمای آن بستگی دارد، داده‌های روشنایی جیمز وب را می‌توان برای محاسبه دمای سیاره مورد استفاده قرار داد.

این گروه پژوهشی به مدت بیش از ۲۴ ساعت از «دستگاه فروسرخ میانی»(MIRI) جیمز وب برای اندازه‌گیری نور منظومه WASP-43 در هر ۱۰ ثانیه استفاده کردند. بل توضیح داد: ما با مشاهده کل یک مدار توانستیم دمای طرف‌های متفاوت سیاره را هنگام چرخش در دید محاسبه کنیم. براساس این محاسبات، ما توانستیم نقشه‌ای را از دمای سراسر سیاره بسازیم.

اندازه‌گیری‌ها نشان می‌دهند که دمای هوای طرف روز سیاره به طور میانگین ​​نزدیک به ۱۲۵۰ درجه سلسیوس است؛ در حالی که دمای طرف شب به ۶۰۰ درجه سلسیوس می‌رسد و به طور قابل توجهی خنک‌تر است. این داده‌ها به یافتن داغ‌ترین نقطه روی سیاره کمک می‌کنند که از نقطه‌ دریافت‌کننده بیشترین تشعشعات ستاره‌ای، کمی به سمت شرق جابه‌جا می‌شود. این تغییر به دلیل وزش بادهایی رخ می‌دهد که هوای گرم را به سمت شرق حرکت می‌دهند.

«مایکل رومن»(Michael Roman) پژوهشگر «دانشگاه لستر»(University of Leicester) و از پژوهشگران این پروژه گفت: این واقعیت که ما می‌توانیم دما را به این روش ترسیم کنیم، گواه واقعی بر حساسیت و ثبات جیمز وب است.

پژوهشگران برای تفسیر نقشه، از مدل‌های جوی سه‌بعدی پیچیده مانند مدل‌هایی استفاده کردند که برای درک آب‌وهوا و اقلیم روی زمین به کار می‌روند. تحلیل‌ها نشان می‌دهند که طرف شب سیاره احتمالا در یک لایه متراکم و مرتفع از ابرها پوشیده شده است و این لایه، مانع راه یافتن بخشی از نور فروسرخ به فضا می‌شود. در نتیجه، اگرچه طرف شب بسیار گرم است اما نسبت به زمانی که ابری در آن وجود نداشته، کم‌نورتر و خنک‌تر به نظر می‌رسد.

طیف گسترده نور فروسرخ میانی که توسط جیمز وب گرفته شده است، اندازه‌گیری میزان بخار آب و متان اطراف سیاره را ممکن می‌سازد. «جوآنا بارستو»(Joanna Barstow) پژوهشگر «دانشگاه آزاد انگلستان»(The Open University of UK) و از پژوهشگران این پروژه گفت: جیمز وب به ما فرصت داده است تا دقیقا متوجه شویم کدام مولکول‌ها را می‌بینیم و محدودیت‌هایی را برای فراوانی آنها قائل شویم.

طیف‌های بررسی‌شده نور، نشانه‌های آشکاری را از بخار آب در طرف شب و طرف روز سیاره نشان می‌دهند که اطلاعات بیشتری را درباره تراکم ابرها و ارتفاع آنها در جو ارائه می‌کنند.

همچنین، پژوهشگران با کمال تعجب دریافتند که داده‌ها کمبود متان را در همه نقاط جو نشان می‌دهند. از آنجا که روز برای وجود متان خیلی گرم است، متان باید هنگام شب خنک‌تر، پایدار و قابل تشخیص باشد.

بارستو توضیح داد: این واقعیت که ما متان نمی‌بینیم، به ما می‌گوید که سرعت باد در سیاره WASP-43 b باید به حدود ۵۰۰۰ مایل در ساعت برسد. اگر بادها گاز را از طرف روز به طرف شب سیاره حرکت دهند و دوباره به سرعت بازگردند، زمان کافی برای بروز واکنش‌های شیمیایی تولیدکننده مقادیر قابل تشخیص متان در سمت شب وجود نخواهد داشت.

پژوهشگران معتقدند که به دلیل این اختلاط ناشی از باد، شیمی اتمسفر در سراسر سیاره یکسان است. این نتیجه در پژوهش‌های پیشین که با تلسکوپ‌های هابل و اسپیتزر انجام شدند، مشخص نبود.

این پژوهش در مجله «Nature Astronomy» به چاپ رسید.

در انیمیشن زیر می‌توانید نقشه دمای سیاره WASP-43 b را ببینید.

انتهای پیام