Beginning-water

จุดเริ่มต้นน้ำบนโลก

NEWS

ต้นกำเนิดของน้ำบนโลกเป็นเรื่องที่หลายคนสงสัย และเหล่านักวิทยาศาสตร์ก็พยายามหาคำตอบกันอยู่จนถึงทุกวันนี้ เพราะมันเป็นดาวเคราะห์เพียงดวงเดียวที่มีน้ำในมหาสมุทรอยู่บนพื้นผิว น้ำยังคงสถานะเป็นของเหลวซึ่งจำเป็นต่อชีวิตยังคงมีอยู่บนพื้นผิวโลก เนื่องจากดาวเคราะห์อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์มากพอที่จะทำให้น้ำระเหยขึ้นในไปอวกาศ แต่ก็มีอุณหภูมิที่อบอุ่นทำให้น้ำไม่อยู่ในสภาพเยือกแข็งนั่นเอง ตามการคาดการณ์จากแหล่งข้อมูลที่สำคัญ เชื่อว่าของเหลวต่างๆ รวมถึงน้ำเดินทางข้ามมาจากนอกระบบสุริยะ ซึ่งมีหลักฐานว่าน้ำเหล่านี้มีแหล่งกำเนิดจากดาวเคราะห์น้ำแข็ง คล้ายกับองค์ประกอบของดาวเคราะห์น้อยยุคใหม่ที่อยู่ในแถบดาวเคราะห์น้อย

ประวัติความเป็นมาของน้ำบนโลก

เรารู้ได้ว่าเมื่อน้ำเริ่มปรากฏบนผิวโลก ปริมาณของน้ำจะค่อยๆ สูญเสียไปในอวกาศอย่างต่อเนื่อง เพราะโมเลกุลของน้ำ (H2O) ในชั้นบรรยากาศถูกโฟโตลิซิส หรือ การถูกแยกสารประกอบทำให้อะตอมไฮโดรเจนอิสระที่เกิดขึ้นสามารถหนีรอดจากแรงโน้มถ่วงของโลกได้ เมื่อโลกยังเยาว์วัยและมีมวลน้อยกว่า น้ำจะหายไปในอวกาศได้เร็วกว่ามาก เพราะธาตุที่เบากว่าเช่นไฮโดรเจนและฮีเลียมนั้น มีอัตราการรั่วไหลที่เร็วกว่า

Beginning-photo

แต่ก๊าซตระกูลที่หนักกว่าในบรรยากาศสมัยใหม่ ชี้ให้เห็นว่าแม้แต่องค์ประกอบที่หนักกว่าในชั้นบรรยากาศก็ยังมีการสูญเสียไปในอวกาศเหมือนกัน โดยเฉพาะซีนอนนั้น มีประโยชน์มากสำหรับการคำนวณการสูญเสียน้ำการเปรียบเทียบระหว่างไอโซโทปเสถียรเก้าตัวในบรรยากาศสมัยใหม่ เผยให้เห็นว่าโลกของเราเคยสูญเสียมหาสมุทรไปแล้วครั้งหนึ่ง ในช่วงระหว่างบรมยุคเฮเดียน-บรมยุคอาร์เคียน หรือประมาณ 4,600 ล้านปีก่อน

นอกจากนี้ยังมีหลักฐานทางธรณีวิทยาที่สำคัญที่ช่วยจำกัดกรอบเวลาว่า น้ำมาอยู่บนโลกของเราตั้งแต่เมื่อไหร่ โดยการศึกษาจากตัวอย่างหินภูเขาไฟที่ก่อตัวระหว่างการปะทุของภูเขาไฟใต้น้ำ ซึ่งทำให้เราได้รู้ว่าน้ำมีอยู่บนโลกมาตั้งแต่ 3.8 พันล้านปีก่อนแล้ว และอาจนานกว่าไปจนถึง 4.28 พันล้านปีเลยทีเดียว ทุกวันนี้นักวิทยาศาสตร์ยังคงเดินทางหาหลักฐานต้นกำเนิดอยู่อย่างต่อเนื่อง แต่ส่วนมากเชื่อว่าถูกทำลายไปแล้วจากเหตุการณ์บางอย่าง เช่นในกระบวนการ แปรสภาพเปลือกโลก (Crustal recycling) เป็นการแปลงสภาพจากเปลือกโลกสู่เนื้อโลก หรือ แมนเทิล

หลักฐานการมีอยู่ของน้ำในระบบสุริยะจักรวาล

Beginning-of-the-water

การศึกษาทางธรณีเคมีหลายครั้ง สรุปว่าดาวเคราะห์น้อยน่าจะเป็นแหล่งน้ำหลักของโลก Carbonaceous chondrites ซึ่งเป็นหินอุกกาบาตที่เก่าแก่ที่สุดในระบบสุริยะ มีระดับไอโซโทปคล้ายกับน้ำทะเลมากที่สุด โดยเฉพาะมีระดับไอโซโทปของไฮโดรเจนและไนโตรเจนที่ใกล้เคียงกับน้ำทะเลของโลก ซึ่งแสดงให้เห็นว่าน้ำในอุกกาบาตเหล่านี้อาจเป็นแหล่งกำเนิดของมหาสมุทรของเรา โดยมีหลักฐานจากตัวอย่างชิ้นส่วนอุกกาบาตอายุ 4.5 พันล้านปีที่ประกอบไปด้วยน้ำ รวมสารประกอบอินทรีย์หลายชนิด เราเชื่อว่าอุกกาบาตเหล่านี้หลุดมาจากแถบดาวเคราะห์น้อยชั้นนอก

สิ่งที่ถูกพูดถึงไม่น้อยกว่ากันเลยก็คือ ‘ดาวหาง’ ที่มีรัศมีกว่า 1 กิโลเมตร ประกอบไปด้วยฝุ่นและน้ำแข็งจากแถบไคเฟอร์ แต่ด้วยความที่มันมีวงโคจรรูปไข่ ทำให้ช่วงเวลาหนึ่งมันถูกดึงดูดให้เข้ามาสู่ระบบสุริยะชั้นใน แม้ว่ามันจะมีน้ำเป็นส่วนประกอบในสัดส่วนที่เยอะมาก แต่ก็คงเป็นไปไม่ได้ที่จะเป็นต้นกำเนิดของดาวบนโลก เนื่องจากการวัดค่าไฮโซโทปทำให้รู้ว่าพวกมันมีค่าไอโซโทปมากกว่าเป็นสองเท่าของน้ำในมหาสมุทร ที่มาของน้ำของโลกได้ถูกถกเถียงกันมานาน แต่ยังคงมีการศึกษาใหม่ที่ชี้ไปที่แหล่งกำเนิดในเนบิวลา หรือเมฆก๊าซและฝุ่นละอองที่หลงเหลือหลังจากการก่อตัวของดวงอาทิตย์ ซึ่งก่อนหน้านี้ถูกมองข้ามความเป็นไปได้ โดยสรุปแล้วตอนนี้เราก็ยังคงทำได้เพียงแค่การคาดเดาจากหลักฐานที่มีอยู่ ซึ่งในอนาคตการศึกษาใหม่นี้อาจทำให้เราได้คำตอบที่แท้จริงได้