"اكتشاف أساسي" في العلوم - يمكن أن يوجد شكل جديد من الجليد المالح على أقمار خارج كوكب الأرضالخطوط الحمراء التي تتقاطع مع سطح يوروبـ.......

يمكن أن يوجد شكل جديد من الجليد المالح على أقمار خارج كوكب الأرض

“اكتشاف أساسي” في العلوم – يمكن أن يوجد شكل جديد من الجليد المالح على أقمار خارج كوكب الأرض

الخطوط الحمراء التي تتقاطع مع سطح يوروبا ، أحد أقمار المشتري ، مدهشة. يعتقد العلماء أنه مزيج متجمد من الماء والأملاح ، لكن توقيعه الكيميائي غامض لأنه لا يتطابق مع أي مادة معروفة على الأرض.

ربما يكون فريق بحث بقيادة جامعة واشنطن قد حل اللغز باكتشاف نوع جديد من البلورات الصلبة التي تتشكل عندما يتحد الماء وملح المائدة في ظروف البرد والضغط العالي. يعتقد الباحثون أن المادة الجديدة التي تم إنشاؤها في مختبر على الأرض يمكن أن تتشكل على سطح وقاع المحيطات العميقة لهذه العوالم.

قال المؤلف الرئيسي بابتيست جورنو ، أستاذ مساعد في علوم الأرض والفضاء بالإنابة: “من النادر في الوقت الحاضر وجود اكتشافات أساسية في العلوم”. “الملح والماء معروفان جيدًا في ظروف الأرض. لكن بعد ذلك ، نحن في الظلام تمامًا. والآن لدينا هذه الأجسام الكوكبية التي ربما تحتوي على مركبات مألوفة جدًا لنا ، ولكن في ظروف غريبة جدًا. علينا أن نعيد كل علوم المعادن الأساسية التي فعلها الناس في القرن التاسع عشر ، ولكن تحت ضغط مرتفع ودرجة حرارة منخفضة. إنه وقت مثير “.

في درجات الحرارة الباردة ، يتحد الماء والأملاح لتكوين شبكة جليدية مملحة صلبة ، تُعرف باسم الهيدرات ، يتم تثبيتها في مكانها بواسطة روابط هيدروجينية. كان الهيدرات الوحيد المعروف سابقًا لكلوريد الصوديوم عبارة عن بنية بسيطة تحتوي على جزيء ملح واحد لكل جزيئين من الماء.

لكن الهيدرات الجديدين ، الموجودين في ضغوط معتدلة ودرجات حرارة منخفضة ، يختلفان بشكل لافت للنظر. يحتوي أحدهما على اثنين من كلوريد الصوديوم لكل 17 جزيء ماء ؛ الآخر يحتوي على كلوريد صوديوم واحد لكل 13 جزيء ماء. هذا من شأنه أن يفسر سبب كون التواقيع من سطح أقمار المشتري “مائية” أكثر مما كان متوقعًا.

قال جورنو: “إنه يحتوي على الهيكل الذي كان علماء الكواكب ينتظرونه”.

قال جورنو إن اكتشاف أنواع جديدة من الجليد المالح له أهمية ليس فقط لعلوم الكواكب ، ولكن للكيمياء الفيزيائية وحتى أبحاث الطاقة ، التي تستخدم الهيدرات لتخزين الطاقة.

تضمنت التجربة ضغط قدر ضئيل من الماء المالح بين ماسين بحجم حبة الرمل ، وضغط السائل بما يصل إلى 25000 ضعف الضغط الجوي القياسي. سمح الماس الشفاف للفريق بمراقبة العملية من خلال المجهر.

قال بابتيست: “كنا نحاول قياس كيف أن إضافة الملح سيغير كمية الجليد التي يمكن أن نحصل عليها ، لأن الملح يعمل كمضاد للتجمد”. “المثير للدهشة ، عندما نضغط على ما رأيناه هو أن هذه البلورات التي لم نتوقعها بدأت في النمو. لقد كان اكتشافًا صدفة للغاية “.

ستكون مثل هذه الظروف الباردة والضغط العالي التي تم إنشاؤها في المختبر شائعة على أقمار المشتري ، حيث يعتقد العلماء أن من 5 إلى 10 كيلومترات من الجليد ستغطي محيطات يصل سمكها إلى عدة مئات من الكيلومترات ، مع وجود أشكال أكثر كثافة من الجليد في القاع.

قال Journaux: “يؤدي الضغط فقط إلى تقريب الجزيئات من بعضها البعض ، وبالتالي يتغير تفاعلها – وهذا هو المحرك الرئيسي للتنوع في الهياكل البلورية التي وجدناها”.

بمجرد تكوين الهيدرات المكتشفة حديثًا ، ظل أحد الهيكلين مستقرًا حتى بعد تحرير الضغط.

“لقد قررنا أنها تظل مستقرة عند الضغط القياسي حتى حوالي 50 درجة مئوية تحت الصفر ، لذلك إذا كان لديك بحيرة شديدة الملوحة ، على سبيل المثال في القارة القطبية الجنوبية ، يمكن أن تتعرض لدرجات الحرارة هذه ، يمكن أن يكون هذا الهيدرات المكتشف حديثًا موجودًا هناك ،” يورنو قال.

يأمل الفريق في صنع أو جمع عينة أكبر للسماح بتحليل أكثر شمولاً والتحقق مما إذا كانت التواقيع من الأقمار الجليدية تتطابق مع التواقيع من الهيدرات المكتشفة حديثًا.

ستقوم بعثتان قادمتان باستكشاف الأقمار الجليدية للمشتري: مهمة Jupiter Icy Moons Explorer التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ، والتي سيتم إطلاقها في أبريل ، ومهمة Europa Clipper التابعة لناسا ، والتي ستنطلق في أكتوبر 2024. تنطلق مهمة Dragonfly التابعة لناسا إلى قمر زحل تيتان في عام 2026. معرفة ستساعد المواد الكيميائية التي ستواجهها هذه البعثات في تحسين استهداف بحثهم عن بصمات الحياة.

قال جورنو: “هذه هي الأجسام الكوكبية الوحيدة ، بخلاف الأرض ، حيث تكون المياه السائلة مستقرة في نطاقات زمنية جيولوجية ، وهو أمر حاسم لظهور الحياة وتطورها”. “هم ، في رأيي ، أفضل مكان في نظامنا الشمسي لاكتشاف الحياة خارج كوكب الأرض ، لذلك نحتاج إلى دراسة محيطاتهم الداخلية وداخلهم لفهم أفضل لكيفية تشكلها وتطورها ويمكنها الاحتفاظ بالمياه السائلة في المناطق الباردة من النظام الشمسي بعيدًا جدًا عن الشمس “.

شاهد أيضاً

قنفذ البحر

قنفذ البحر جمال في البحار ووخزات مدهشة تحت الماء

قنفذ البحر جمال في البحار ووخزات مدهشة تحت الماء – قنفذ البحر يعد إحدى الكائنات …

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *