أشبه بـ«حمام بخار»... نظرية جديدة تفسّر كيفية نشوء الماء على كوكبنا

صورة لكوكب الأرض (رويترز)
صورة لكوكب الأرض (رويترز)
TT

أشبه بـ«حمام بخار»... نظرية جديدة تفسّر كيفية نشوء الماء على كوكبنا

صورة لكوكب الأرض (رويترز)
صورة لكوكب الأرض (رويترز)

رجّحت نظرية جديدة أن يكون الماء أصبح متوافراً على كوكب الأرض بفعل ما يشبه حمام بخار، بعد وقت قصير من تكوين النظام الشمسي، وفق دراسة حديثة نشرت نتائجها مجلة «أسترونومي أند أستروفيزيكس».

ووفقاً للنظرية السائدة، نشأ الماء على كوكب الأرض بشكل رئيسي عبر كويكبات ومذنّبات جاءت من خارج النظام الشمسي في أول مائة مليون سنة.

وشبّه المعدّ الرئيسي للدراسة، عالم الفيزياء الفلكية كانتان كرال، تساقط الأجرام ذلك بـ«لعبة بلياردو الجاذبية»، مرجّحاً من جهته حصول عملية «أكثر طبيعية إلى حدّ ما، وأسهل قليلاً».

وبالتالي، هي أقل عشوائية، والأهم أنها تنطبق على كواكب صخرية أخرى في النظام الشمسي، مثل المريخ أو عطارد، من المعروف أنها تحتوي على الماء، تماماً كالقمر.

وبدأ كل شيء من حزام الكويكبات، وهو عبارة عن حلقة من الأجرام السماوية الصغيرة، تقع بين المريخ والمشتري، كانت أكبر بكثير في مرحلة تكوين النظام الشمسي قبل 4,6 مليار سنة.

وقال الباحث في مختبر «ليزيا» LESIA، التابع لمرصد «باريس مودون بي إس إل»: «نعلم أن الكويكبات كانت جليدية في الأساس».

وهذا الجليد «لا يُرى كثيراً» اليوم، إلاّ على سيريس، أضخم الكويكبات، لكنّ آثاره تُرصد على الكويكبات الأخرى نظراً إلى وجود معادن مائية عليها، كتلك التي اكتُشِفَت في عيّنات من الكويكب ريوغو والتي أحضرتها بعثة يابانية.

كوكب الأرض كما يظهر من سطح القمر (ناسا - أ.ب)

وتتمثل فكرة فريق مختبر «ليزيا» مع عالم فلكي من معهد فيزياء الكرة الأرضية في باريس، في أن الأرض استمدّت بالفعل الماء من الكويكبات، لكنّ هذه الكويكبات لم تُحضرها إليها مباشرة.

في هذا السيناريو، كانت الشمس قد تشكلت للتوّ، مما أدى إلى تسخين حزام الكويكبات، وبلغ هذا التسخين ذروته قبل نحو 25 مليون سنة. وأدى هذا التسخين «إلى تسامي جليد الماء»، أي إلى تحوّله من الحالة الصلبة إلى الحالة الغازيّة، ومن ثم إلى تشكيل «قرص من بخار الماء على مستوى حزام الكويكبات»، على ما شرح كانتان كرال.

وتمدّدَ هذا القرص إلى كامل النظام الشمسي وبلغ كوكب الأرض الذي راح يلتقط هذه المادة تدريجياً كلما بردت. وبمجرد التقاط هذه المادة تحت تأثير الجاذبية وتراكمها على الكوكب، أصبح «بخار الماء هذا يعيش حياته كماء»، وتحوّل إلى الشكل السائل.

وهذا النموذج الذي أعدّه كانتان كرال وزملاؤه، يعمل بشكل جيد مع حزام كويكبات ضخم، كما كان حزام النظام الشمسي في رأي هؤلاء العلماء، ويتسم بالفاعلية نفسها إذا كان الحزام أرقّ، ولكن على مدى زمني أطول.

وتُطرح مثل هذه الفرضية للمرة الأولى، لكنّها «لا تأتي من العدم»، بحسب عالِم الفيزياء الفلكية، بل يعود الفضل بقدر كبير في استنتاجها إلى ملاحظات التلسكوب الراديوي «ألما» المخصص لرصد سحب الغاز والغبار في الكون.

وقال كرال: «أصبحنا نعرف منذ 10 سنوات أن ثمة أقراص غاز كربون وأكسجين في أحزمة الكويكبات والكواكب الصغيرة في النُظم الكائنة خارج المجموعة الشمسية».

قبل ذلك، لم يكن يُرى سوى الغبار، في حين يُرصَد راهناً وجود غاز أو جليد مائي في حزام الكويكبات «إتش دي 69830»، وهو نظام شمسي يضم ثلاثة كواكب على الأقل.

ويسأل كرال كيف يمكن إذن «اختبار النظرية بدقة؟». والجواب أن ذلك ممكن من خلال البحث عن نُظم أحدث قليلاً «لا تزال تحتوي على قرص غاز الماء الخاص بها».

وحصل فريق «ليزيا» على وقت مراقبة باستخدام «ألما» لنُظم «غير عادية ومثيرة للاهتمام إلى حد ما»، ينتظر العلماء نتائجها.


مقالات ذات صلة

دراسة ترجّح عدم احتواء كوكب الزهرة على المحيطات إطلاقاً

يوميات الشرق نموذج ثلاثي الأبعاد لسطح كوكب الزهرة تم إنشاؤه بواسطة الكمبيوتر من قبل وكالة «ناسا» يظهر بركان سيف مونس الذي يظهر علامات نشاط مستمر في هذه الصورة المنشورة دون تاريخ (رويترز)

دراسة ترجّح عدم احتواء كوكب الزهرة على المحيطات إطلاقاً

من المرجح أن أي ماء في الغلاف الجوي لكوكب الزهرة بقي على شكل بخار، وأن الكوكب لم يعرف المحيطات، وفق دراسة أجرتها جامعة كامبريدج.

«الشرق الأوسط» (لندن)
يوميات الشرق كوكب المريخ (رويترز)

محاكاة حاسوبية ترجّح نشأة قمري المريخ جراء حطام كويكب

قال موقع «سبيس» إن محاكاة حاسوبية رجّحت أن قمري كوكب المريخ المحيرين، فوبوس وديموس، ربما تكوّنا من الحُطام الناتج عن اقتراب كويكب كبير من الكوكب الأحمر.

«الشرق الأوسط» (واشنطن)
علوم مصباح حمم بركانية غريبة (ناسا)

تبدو كمصباح حمم بركانية غريبة... شاهد الصور الأكثر دقة للشمس

أصبح بإمكاننا إلقاء نظرة معمقة على النجم في مركز نظامنا الشمسي من دون المخاطرة بفضل صور جديدة مبهرة.

«الشرق الأوسط» (نيويورك)
يوميات الشرق النيزك «لافاييت» عُثر عليه بمدينة لافاييت في ولاية إنديانا الأميركية (جامعة بوردو)

نيزك يكشف وجود مياه على المريخ قبل 742 مليون سنة

توصل باحثون من جامعة بوردو الأميركية إلى أن نيزكاً يعود أصله إلى المريخ تعرضَ لتفاعل مع المياه السائلة أثناء وجوده على سطح الكوكب الأحمر قبل نحو 742 مليون سنة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة )
يوميات الشرق يمنح الغبار هذه المجرات الضخمة الثلاث مظهراً أحمر مميزاً (تلسكوب جيمس ويب)

اكتشاف 3 مجرات من «الوحوش الحمراء»

تمكن فريق دولي، بقيادة جامعة جنيف السويسرية (UNIGE)، يضم البروفيسور ستين وويتس من جامعة باث في المملكة المتحدة، من تحديد 3 مجرات فائقة الكتلة.

«الشرق الأوسط» (القاهرة)

فأر افتراضي بدماغ من ذكاء اصطناعي يحاكي حركة القوارض الحقيقية

ابتكر باحثون فأراً افتراضياً بدماغ من الذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تحكم الفئران الحقيقية في الحركة (رويترز)
ابتكر باحثون فأراً افتراضياً بدماغ من الذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تحكم الفئران الحقيقية في الحركة (رويترز)
TT

فأر افتراضي بدماغ من ذكاء اصطناعي يحاكي حركة القوارض الحقيقية

ابتكر باحثون فأراً افتراضياً بدماغ من الذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تحكم الفئران الحقيقية في الحركة (رويترز)
ابتكر باحثون فأراً افتراضياً بدماغ من الذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تحكم الفئران الحقيقية في الحركة (رويترز)

ابتكر باحثون فأراً افتراضياً بدماغ من الذكاء الاصطناعي لدراسة كيفية تحكم الفئران الحقيقية في الحركة. وباستخدام بيانات من الفئران الحقيقية، درَّبوا الذكاء الاصطناعي على محاكاة السلوكيات.

ووفقاً لموقع «نيوروساينس» العلمي، المرونة التي يتحرك بها البشر والحيوانات هي قدرة لم يتمكن أي روبوت حتى الآن من محاكاتها.

ولكشف كيفية تحكم الأدمغة في الحركة، ابتكر علماء الأعصاب في هارفارد فأراً افتراضياً بدماغ اصطناعي يمكنه التحرك تماماً مثل القوارض الحقيقية.

وقاد بنس أولفيزكي، الأستاذ في الأحياء العضوية والتطورية، مجموعة من الباحثين الذين تعاونوا مع علماء في مختبر DeepMind AI التابع لـ«غوغل» لبناء نموذج واقعي من الناحية الميكانيكية الحيوية لفأر.

وباستخدام بيانات دقيقة مسجلة من فئران حقيقية، درّب الفريق شبكة عصبية اصطناعية كـ«دماغ» الفأر الافتراضي للتحكم في الجسم.

وفي دراسة نُشرت في مجلة Nature، وجد الباحثون أن شبكة التحكم الافتراضية تنبأت بدقة بالنشاط العصبي من أدمغة الفئران الحقيقية التي تنتج السلوكيات نفسها، كما قال أولفيزكي، وهو خبير في تدريب الفئران الحقيقية على تعلم السلوكيات المعقدة من أجل دراسة دوائرها العصبية.

وقال أولفيزكي إن هذا الإنجاز يمثل نهجاً جديداً لدراسة كيفية تحكم الدماغ في الحركة.

مضيفاً: «لقد تعلمنا الكثير من التحدي المتمثل في بناء عوامل تجسد أنظمة الذكاء الاصطناعي التي لا يتعين عليها التفكير بذكاء فحسب، بل يتعين عليها أيضاً ترجمة هذا التفكير إلى عمل في بيئة معقدة.

توجيه الحركة

ودرّب طالب الدراسات العليا دييغو ألداروندو من كثب مع باحثي Deep Mind الشبكة العصبية الاصطناعية بشكل يماثل العمليات التي تقوم بها أدمغتنا لتوجيه الحركة. فعندما نتناول فنجاناً من القهوة، على سبيل المثال، يحسب دماغنا بسرعة المسار الذي يجب أن تتبعه ذراعنا ويترجم هذا إلى أوامر حركية.

وعلى نحو مماثل؛ بناءً على بيانات من الفئران الحقيقية، تمت تغذية الشبكة بمسار للحركة المرغوبة وتعلمت إنتاج القوى اللازمة لتوليدها.

وقد سمح ما سبق للفأر الافتراضي بتقليد مجموعة متنوعة من السلوكيات، حتى تلك التي لم يتم تدريبه عليها.

قد تطلق هذه المحاكاة مجالاً لدراسة الدوائر العصبية، وكيف تتعرض مثل هذه الدوائر للخطر في المرض مثلاً، أو لتصميم أنظمة تحكم روبوتية أفضل.

تابع أولفيزكي: «نريد أن نبدأ في استخدام الفئران الافتراضية لتعزيز فهمنا لكيفية توليد الأدمغة الحقيقية لسلوك معقد».