Амьдралыг тэтгэх цорын ганц мэдэгдэж буй гараг болох Дэлхийн амьдрах орчныг бүрдүүлэхэд ус чухал үүрэг гүйцэтгэдэг. Ус хэзээ, хэрхэн бий болсон талаар ойлгох нь амьдралын үүсэл гарлын түүхийг тайлахад чухал юм.
Эрдэмтэд ус Дэлхийн бүрэлдэхүүний эхнээс байсан уу, эсвэл хожим гадны эх үүсвэрээс ирсэн үү гэдгийг олон жилийн турш маргалдаж ирсэн. Харин Rutgers-New Brunswick их сургуулийн эрдэмтний ахалсан шинэ судалгаа өмнөх онолуудыг эргэлзээнд оруулж, ус Дэлхийд анх бодож байснаас хожуу ирсэн гэж дүгнэжээ.
Судалгааны үр дүнгээс харахад усны нөөцөө Дэлхий бүрэлдэн бий болох сүүлийн үе шатуудад хүлээн авсан байна. Энэхүү нээлт нь амьдрал үүсэх нөхцлийн талаарх шинжлэх ухааны ойлголтыг өөрчлөх боломжтой.
Эрдэмтэд Дэлхийн чулуулгийн изотопуудыг солирын бүтцэд харьцуулан судалснаар ус хэрхэн, хэзээ хүрч ирсэн талаар шинэ баримтуудыг гаргажээ.
Амьдралын үүслийн цаг хугацааг тодорхойлох нь
Эрдэмтэд амьдрал бүрэлдэхэд шаардлагатай гол бүрдлүүд Дэлхий дээр хэзээ бий болсон болохыг тогтоохыг зорьдог. Ус, эрчим хүч, мөн органик химийн CHNOPS (нүүрстөрөгч, устөрөгч, азот, хүчилтөрөгч, фосфор, хүхэр) гэх зургаан элемент амьдрал үүсэх үндсэн нөхцөл болдог.
Эдгээр бүрдлүүд хэзээ бий болсныг тогтоосноор амьдралын үүсэл гарлын цаг хугацааны талаар илүү тодорхой мэдээлэл олж авах боломжтой.
Rutgers их сургуулийн Дэлхий, гариг судлалын тэнхимийн дэд профессор Кэтрин Берминхэм тус судалгааны тэргүүлэх зохиогчоор ажиллажээ.
“Ус Дэлхийд хэзээ ирсэн нь гариг судлалын хамгийн том хариулагдаагүй асуултуудын нэг юм” гэж Берминхэм онцлон хэлээд, “Хэрэв бид энэ асуултад хариулж чадвал амьдрал хэзээ, хэрхэн үүссэнийг илүү нарийвчлан тогтоох боломжтой” гэжээ.
Түүний судалгаагаар Дэлхий бүрэлдэн бий болох эхний үе шатуудад ус байгаагүй гэсэн дүгнэлт гарсан байна. Харин гариг бий болох процесс үргэлжилсээр, бүр сүүлийн үе шатанд “Хожуу аккрец” хэмээх үйл явцаар дамжин сансрын биетүүдээс ус шингээгдсэн гэж үзэж байна.
Гаригуудын бүрэлдэхүүнийг судлах нь
Берминхэм космогеохимиэр мэргэшсэн бөгөөд энэ нь гаригийн материалыг химийн хувьд судалж, гарал үүслийг нь тодорхойлох шинжлэх ухааны салбар юм.
Тэрээр Дэлхийн чулуулгууд болон солируудыг судалж, чулуулгаас гаригууд хэрхэн бүрэлдэж, хувьсан өөрчлөгдсөнийг судалдаг.
Энэ судалгаанд Берминхэмийн баг термал ионизацийн масс спектрометрийн аргыг ашиглаж, молибдений изотопыг нарийвчлан шинжилжээ.
Изотопууд нь химийн хувьд ижил боловч нейтроны тоо харилцан адилгүй тул өөр өөр атом масс бүхий элементийн хувилбарууд юм.
“Дэлхийн чулуулгийн молибдений изотопын найрлага нь гаригийн сүүлчийн цөм бүрэлдэхүйн үе шатанд юу болсон тухай чухал мэдээлэл өгдөг. Энэ нь Дэлхий сүүлийн 10-20 хувийн материалыг нэгтгэж байсан үе бөгөөд тэр үед Сар үүссэн гэж үздэг” гэж Берминхэм тайлбарлажээ.
Дэлхийн эртний химийн түүхийг судлах нь
Судалгааны баг Дэлхийн эртний химийн түүхийг мөрдөхийн тулд Смитсонианы Байгалийн Түүхийн Үндэсний Музейн солирын дээжүүдийг судалжээ. Шинжлэх ухаанд солируудыг нарны аймгийн үүсэл гарлын дагуу хоёр үндсэн бүлэгт ангилдаг.
Эхний бүлэг нь “CC” солирууд бөгөөд эдгээр нь илүү чийглэг орчинтой байсан гадна нарны аймагт үүссэн байх магадлалтай. Харин хоёр дахь бүлэг болох “NC” солирууд нь илүү хуурай нөхцөлтэй байсан дотоод нарны аймагт үүсжээ.
Энэхүү судалгаанд NC бүлгийн солируудыг онцлон авч, тэдгээрийн химийн найрлагыг дэлхийн чулуулгуудтай харьцуулсан байна. Судлаачид Гренланд, Өмнөд Африк, Канад, АНУ, Япон зэрэг бүс нутгуудаас молибден изотоп агуулсан чулуулгийн дээжүүдийг шинжилжээ.
Эдгээр чулуулгууд нь Сар үүсэх үеийнхтэй ойролцоо настай бөгөөд тэр үед дэлхий рүү нэмэгдсэн элементүүдийг агуулж байдаг гэж үздэг. Судлаачид солир ба дэлхийн чулуулгуудын изотопын шинж чанарыг харьцуулснаар Сар үүсэх үйл явц дэлхийд их хэмжээний ус авчирсан эсэхийг тодорхойлохоор зорьжээ.
Дэлхийн ус хожуу ирсэн байж болзошгүй
“Бид янз бүрийн дээжүүдийг цуглуулж, тэдгээрийн изотопын найрлагыг хэмжсэний дараа солируудын ба дэлхийн чулуулгуудын шинж чанарыг харьцуулсан. Үүний үндсэн дээр дүгнэлт хийсэн” гэж судалгааны багийн гишүүн Берминхэм тайлбарлав.
Шинжилгээний үр дүнд дэлхийн чулуулгуудын молибденийн найрлага нь NC солируудтай нэн төстэй болох нь тогтоогджээ. Энэ нь дэлхийн бүтцийг бүрдүүлсэн гол материалууд хуурай дотоод нарны аймгаас гаралтай болохыг илтгэж байна.
Энэхүү дүгнэлт нь дэлхийн усны ихэнх нь Сар үүсэх явцад ирсэн гэх түгээмэл онолд нийцэхгүй байна. Харин судалгааны үр дүнгээс харахад, дэлхийд ус бага хэмжээгээр, Сар үүссэний дараах хожуу үед ирсэн байх магадлалтай.
Дэлхийн усны эх үүсвэрийг дахин авч үзэх нь
“Бид нарны аймгийн аль хэсгээс дэлхийн үндсэн бүрэлдэхүүн болох тоос, хий бий болсон, энэ үйл явц хэзээ өрнөсөн болохыг тогтоох хэрэгтэй” гэж Берминхэм онцоллоо. “Энэ мэдээлэл нь дэлхий дээр амьдрал үүсэх нөхцөл бүрдэх үед юу болсон талаар ойлголт өгөх болно.”
Хэрэв дэлхийн үндсэн бүрэлдэхүүн дотоод нарны аймгаас үүссэн бол Сар үүсэх үйл явдал усыг голлон авчирсан гэх онол эргэлзээтэй болно. Үүний оронд ус бага багаар, олон шат дамжлагатайгаар дэлхийд хүрсэн байж болзошгүй юм.
Энэхүү судалгаа дэлхийн ус тодорхой цаг хугацаанд аажмаар хуримтлагдсан гэсэн онолыг дэмжиж байна. Энэ нь солируудын мөргөлдөөн болон бусад процессын нөлөөгөөр дэлхийд ус ирсэн гэсэн ойлголтыг бататгаж байна.
Эрт үеийн амьдралын нөхцөлийн талаархи асуултууд
“Манай судалгааны үр дүн Сар үүсэх үйл явдал дэлхийн усны гол эх үүсвэр байгаагүйг хэлж байна” гэж Берминхэм тайлбарласан бөгөөд цааш нь “Гэсэн хэдий ч манай ололт нь гол бүрэлдэхүүн тогтсоны дараа, сүүлчийн аккрецийн үе шатанд бага хэмжээний ус нэмэгдсэн байх боломжийг үгүйсгэхгүй” гэжээ.
Энэхүү илрэл нь дэлхий амьдралтай болох хүртэл хэр удаан хугацаа зарцуулсныг эргэн харахад хүргэж байна. Хэрэв ус хожуу ирсэн бол амьдрал үүсэх хугацаа урт байсан байж магадгүй.
Энэхүү дүгнэлт нь бусад гаригуудын судалгаанд чухал ач холбогдолтой. Хэрэв дэлхийд ус аажмаар хуримтлагдсан бол амьдрал үүсэх нөхцөл бүрдэхэд хүлээгдэж байснаас илүү удаан хугацаа шаардагдах магадлалтай.
Дэлхийн усны судалгааны дараагийн алхам
Энэхүү судалгаа дэлхийн үүслийн талаар илүү гүнзгий ойлголт өгөх ч ус, амьдралын эх үүсвэрийн талаарх олон асуулт хариултгүй үлдэж байна.
Ирээдүйн судалгаагаар гаригийн аккрецийн загваруудыг нарийвчлан боловсруулах, илүү олон солирын дээжийг шинжлэх, мөн нэмэлт изотопын тэмдэглэгээг судлах ажлууд хийгдэх төлөвтэй байна.
Энэхүү судалгаанд Ратгерс их сургуулийн судлаачид болох судалгааны профессор Линда Годфри болон лабораторийн судлаач Хоуп Торнебене оролцсон байна.
Эдгээр судалгаанууд гариг судлалын хязгаарыг тэлж, дэлхий амьдралтай гараг хэрхэн болсон тухай илүү тодорхой хариултанд ойртуулахад чиглэж байна.
earth.com
