كيف فقدت الأرض ما يصل إلى 60% من غلافها الجوي ؟
كشفت دراسة جديدة أن الأرض ربما فقدت ما يصل إلى 60% من غلافها الجوي في اصطدامها بكوكب فتي آخر تسبب في تكوين القمر.
واشتملت الدراسة الجديدة بقيادة جامعة دورهام على أكثر من 300 محاكاة حاسوبية عملاقة مصممة لإظهار نتيجة تصادم هائل على الكوكب.
وأدت النتائج التي توصلوا إليها إلى تطوير طريقة جديدة للتنبؤ بخسارة الغلاف الجوي من أي تصادم عبر مجموعة واسعة من تأثيرات الكواكب الصخرية.
ويمكن للعلماء استخدامها في البحث عن أصول القمر أو غيره من التأثيرات العملاقة في نظامنا الشمسي وعلى الكواكب الصخرية الخارجية التي تبعد سنوات ضوئية.
ويُعتقد أن القمر تشكل منذ نحو 4.5 مليار سنة في أعقاب تصادم بين الأرض المبكرة ومُصادم عملاق ربما بحجم المريخ.
وقال المؤلف الرئيسي الدكتور جاكوب كيغريس، من معهد علم الكونيات الحسابي بجامعة دورهام، إن العلماء يعملون بجد لكشف اللغز. وأضاف: "أجرينا مئات السيناريوهات المختلفة للعديد من الكواكب المتصادمة المختلفة، وأظهرنا التأثيرات المتغيرة على الغلاف الجوي للكوكب اعتمادا على عدد من العوامل مثل الزاوية وسرعة التأثير أو أحجام الكواكب".
ولا يمكن لعمليات المحاكاة أن تحدد بشكل مباشر كيف كان القمر، لكنها يمكن أن تظهر آثار الاصطدام العملاق على الغلاف الجوي للأرض.
ويمكن استخدام هذا لتضييق الطرق المختلفة التي ربما تكون قد تشكل بها القمر وتقودنا إلى فهم أصل أقرب جار سماوي لنا.
وفي وقت سابق من هذا العام، أفادت دراسة أولية أجرتها جامعة دورهام أن التأثيرات العملاقة التي تهيمن على المراحل المتأخرة من تكوين الكواكب يمكن أن يكون لها مجموعة واسعة من العواقب على الكواكب الصغيرة وغلافها الجوي.
وناقشت تلك الدراسة الطرق التي يمكن بها تغيير الغلاف الجوي للكوكب من خلال تأثير الأجسام في زوايا وكتلة وحجم وسرعات مختلفة.
وكشفت عمليات المحاكاة أن الأرض يمكن أن تفقد ما بين 10-60% من غلافها الجوي في الاصطدام حيث ظهر القمر إلى الوجود.
ويقول الباحثون إن النتائج توفر أيضا طريقة جديدة للتنبؤ بخسارة الغلاف الجوي من الكواكب الصخرية الأخرى التي شاركت في الاصطدام.
ووجد الباحثون أن تأثيرا عملاقا بطيئا بين جسمين لهما الكثير من الغلاف الجوي يمكن أن يضيف جوا مهما لكلا العالمين.
وتبحث هذه الورقة البحثية الأخيرة في التأثيرات عبر مجموعة متنوعة من التأثيرات تتكيف مع الحجم والكتلة والسرعة وزاوية الجسم المتأثر.
وقاموا أيضا بتغيير كثافة المصادم وما إذا كان مصنوعا من الحديد أو الصخور أو كليهما كجزء من الدراسة الجديدة.
وكشفت عمليات المحاكاة عن النتائج المختلفة عند تغيير واحد أو أكثر من هذه المتغيرات، ما يؤدي إلى خسارة الغلاف الجوي أو ربحه أو في بعض الأحيان محو كامل للكوكب المتأثر.
وقال المؤلف المشارك الدكتور لويس تيودورو، من كلية الفيزياء وعلم الفلك بجامعة غلاسكو: "هذه المجموعة الرئيسية من محاكاة الكواكب تلقي الضوء أيضا على دور التأثيرات في تطور الكواكب الخارجية الشبيهة بالأرض".
