تسرب هواء الأرض الى الفضاء

 

تسرب هواء الأرض الى الفضاء

يعد الغلاف الجوي للأرض أحد أهم عوامل ازدهار الحياة على هذا الكوكب
لذلك حذر مقال نُشر في مجلة Scientific American
من أن كمية الهواء المتسربة فعليًا من كوكبنا إلى الفضاء صغيرة جدًا حاليا  

🔹️الغلاف الجوى على الكواكب

يتميز نظامنا الشمسي بالتنوع فى عناصر الغلاف الجوي  على الكواكب حتى تلك التي لها نفس الحجم والكتلة.
على الرغم من أن الأرض تشبه إلى حد بعيد كوكب الزهرة
من حيث الحجم والكتلة إلا أن غلافها الجوي مختلف تمامًا.

الغلاف الجوي للزهره

يُغطى كوكب الزهرة بطبقة من غاز ثاني أكسيد الكربون يصل ارتفاعها إلى كيلومتر واحد ، مما يؤدي إلى وصول درجة الحرارة في الغلاف الجوي للزهرة إلى 460 درجة مئوية.

الغلاف الجوى للقمر تيتان

القمر تيتان الغني بالنيتروجين في زحل يمطر غاز الميثان ، في حين أن قمر المشتري كاليستو ليس له هواء أو أي شيء.

يحاول العلماء اكتشاف أسرار غياب الغلاف الجوي على كاليستو والأقمار والكواكب الأخرى ، بالإضافة إلى تكوين جو مليء بالحياة على الأرض ، حيث يساعد ذلك على فهم أسرار كيفية تطور حياتنا. الكواكب والكواكب حيث قد توجد الحياة على أسطحها.

غلاف الارض الجوى

كشفت المقالة أن الغلاف الجوي للأرض يبدو مستقرًا ومرنًا  لكن غلافنا الجوي يفقد 3 كيلوغرامات من الهيدروجين و 50 جرامًا من الهيليوم (أخف غاز في الكون) في الثانية  رغم أن الكمية صغيرة جدًا
لكن كما يقول العالم الأمريكي بنجامين أس. كتب فرانكلين  👈تسرب صغير يمكن أن يغرق سفينة كبيرة👉

🔹️قال العالم بن بوزيف من جامعة برلين:
فقدان الكواكب غلافها الجوى
يفتح هذا بابًا جديدًا للعلماء ، حيث تواجه جميع الكواكب منخفضة الكتلة مثل الأرض والمريخ فقدانًا للغاز والغلاف الجوي.
بينما تساءل العلماء سابقًا عن سبب رقة الغلاف الجوي للأرض ، يريدون الآن معرفة سبب استمراره لفترة طويلة.

وأضاف: "لقد أصبحنا مهتمين بشكل متزايد بأسرار الأرض لحماية مواردها الحيويه

الأمر الذي يثير عدة تساؤلات ، منها:

🔹️هل منع تسرب الهيدروجين من الغلاف الجوي للأرض
من أن يصبح كوكب زهرة آخر؟
🔹️كيف تبخر كل ماء الزهرة ، وهرب كل الهيدروجين والنيتروجين من سطحه ، وكيف تحول غلافه إلى طبقة سميكة من ثاني أكسيد الكربون؟

كواكب فقدت غلافها الجوى

هناك العديد من الكواكب الخالية من الهواء في نظامنا الشمسي (عطارد ، أقمار الأرض ، أقمار كاليستو ، إلخ.)  المريخ على وشك أن يفقد غلافه الجوي
الكواكب الصغيرة لا تستطيع الحفاظ على الغلاف الجوي  كوكبنا جدا صغيرة ، إنها قوة الجاذبية ضعيفة نسبيًا.

اسباب فقدان الغلاف الجوى للكواكب

فقد الكوكب غلافه الجوي في حالتين:
الأولى تسمى هروب جين ، الذي سمي على اسم عالم الفلك البريطاني جيمس جينس ، الذي اكتشفه في أوائل القرن العشرين.

🔹️يتبخر غاز الكوكب المرتبط بعناصر قشرته من خلال تحرر الغاز الموجود على سطحه ، ذرة ذرة الى غلافه الجوي.

يحدث هذا في الطبقات العليا من الغلاف الجوي للأرض  حيث يكون الهواء رقيقًا.
فى المستويات الأقرب إلى سطح الأرض ، تلتصق الجزيئات والذرات ببعضها البعض ، بعكس الأماكن الأرق بعيدة عن سطح الأرض.
👈 تخبرنا الفيزياء  أنه لا يمكن لقوه الجاذبيه
أن تمنع ذرة واحدة مفرده  من الذهاب إلى الفضاء.

نشأة الماء وتبخره
جاءت الذرات أولاً كذرات هيدروجين مفرده  وما يبقيها على الأرض هو أنها تتحد مع الأكسجين مرة أخرى لتكوين الماء H2O.

🔹️ومن ثم تعود الى سطح الأرض على شكل مطر
او تتحد مع الكربون لتشكيل غاز الميثان الذي قد يتحول الى غاز ثاني أوكسيد الكربون CO2 عند اتحاده مع الأوكسجين ويعود ليطلق ذرات الهيدروجين الحر.

🔹️لكن بعض ذرات الهيدروجين تستطيع تجاوز حاجز الخمسمائة كيلومتر مبتعدة عن الاتحاد مع الكربون أو الأوكسجين وهذا ما اكتشف عن طريق صور الأشعة فوق البنفسجية للأقمار الصناعية التي أظهرت الهيدروجين يحيط بكوكبنا.
🔹️فحول الأرض وفي درجة حرارة منخفضة تستطيع ذرة الهيدروجين الحرة بلوغ سرعة 5 كيلومترات في الثانية في حين أن سرعة الأرض 8.10 كيلومتر في الثانية وهذا يعني ضياع قسم من الهيدروجين خارج غلاف كوكب الأرض.
أما الأوكسجين والكربون فهما ذرات ثقيلة ولا تستطيع الهرب من الغلاف الجوي بمفردها ما لم تلتحم بذرات خفيفة أخرى تساعدها على الفرار أو بتحللها وتحولها الى مواد صلبة في تربة الكوكب.
🤔 والأرض ليست الكوكب الوحيد الذي تتسرب غازاته
فقد اكتشف العالم ألفريد مدجار وزملاؤه من معهد باريس لفيزياء الأجرام السماوية في عام 2003 أن غاز الهيدروجين يتسرب من غلاف كوكب المشتري أيضا.

🔹️أما الحالة الثانية فتحدث عندما يدور الكوكب في مسافة تقل عن 30 مليون كيلومتر من النجم، وهذا يعني أن الجاذبية القوية للنجم قد تسحب الذرات من الغلاف الجوي للكوكب بشكل أسرع، كما أن الرياح المغناطيسية التي تنطلق من النجم تساهم في الإسراع من عملية هروب الهيدروجين، وهذا يمكن ان يسبب اختفاء غلاف الكوكب خلال بضع مليارات من السنين، الأمر الذي يعجل في اختفاء الغلاف الجوي لكوكب عطارد.

🔺️ويقول العالم كيفن زانيل الباحث في وكالة ناسا
يجب ألا نغلق أعيننا عن حقيقة تسرب غاز الهيدروجين إلى الفضاء، حتى وان تم ذلك بكميات قليلة
🔹️ويحذر كيفن من صعوبة مواجهة هذا الخطر في المستقبل القريب مع ازدياد توهج الشمس ب 10% ويضيف: التمدد السريع للغازات يعني ازدياد ضغطها وهذا يعني اندفاع مزيد من الهيدروجين الى الفضاء، ونحن نعلم أن للهيدروجين دوراً حيوياً في تكوين الماء بعد اتحاده مع الأوكسجين، وإذا خفت كميات الهيدروجين عن المعدل المطلوب قد تجف المحيطات ومنافذ المياه في كوكبنا.

🔺️العالم ديفيد كاتلينج من معهد يورند لأبحاث الفضاء في كاليفورنيا يوافق على أهمية الدراسات المتعلقة بتسرب الهيدروجين الى الفضاء، لكنه يقلل من أخطارها المستقبلية ويقول: يزداد توهج الشمس10%
👈لكن هذا يحدث كل مليار سنة، ولا يمكن طبعا تحقيق دراسة للحد من خطر هذه الانبعاثات طالما أن الخطر لا يزال غير معلوم تماماً، ولذلك فإنه من الأفضل أن توجه الدراسة بحيث نفهم سر أنظمة الغلاف الجوي في مجموعتنا الشمسية وفي الكواكب الأخرى في مجرتنا لنكوّن فكرة اكبر حول الكواكب التي يمكن اكتشاف الحياة على سطحها أو التي تكون قريبة من طبيعة كوكبنا الأرض.

للمزيد من الفيديوهات والمقالات  عن الكون و الفضاء
🔹️قناه الكون والفضاء على يوتيوب👇
https://youtube.com/channel/UCz8c8X0PFSY4JKTlsTGriGQ

🔹️او إنضم إلينا  على تليجرام  https://t.me/sm_astro