نجوم ایران

به عقیده دانشمندان پیدایش و تکوین آب حدود ده میلیارد سال پیش آغاز شد. واقعه ای که فقط چند کسری از ثانیه پس از انفجار عظیم ( big bang   ) روی داد . چند دقیقه ای پس از انفجار نخستین اتمهای هیدروژن پدیدار شدند .این اتم ها که تا آن زمان پراکنده بودند کم کم به یکدیگر نزدیک شدند و تراکم هایش چندین صد میلیارد ذره در هر سانتیمتر مکعب را تشکیل دادند .
تراکم ماده به صورتی بود که دما به صدها هزار درجه افزایش یافت. حرارتی کافی برای روشن کردن ستاره ها که واکنشهای هسته ای آنها موجب پیدایش همه اتم های شناخته شده گشتند از جمله اکسیژن . این اتم های اکسیژن از ستاره ها به بیرون پرتاب شدند و دوباره در فضا خود را باز یافتند . در اثر ملاقات با هیدروژن اکسیژن هایشان را با آنها تقسیم کردند و بدین سان مولکول جدیدی را پدید آوردند به نام آب .
در فضا آب بیشتر به صورت بخار در نزدیک به محیط ستاره ای، متراکم میشوند . در فاصله ای که دما پائین تر از  4000 درجه سانتیگراد است و جایی که تشعشعات فرا بنفش ، ستاره چندان زیاد نیست . دو شرط ضروری برای مولکول آب، تا این مولکول به هیدروژن و اکسیژن تجزیه نشود .  

آب بر روی سیاره ها
سیاره ها در طی تشکیل شدن، بخار آب محبوس در امعا و احشاءشان را پس آوردند . با توجه به شرایط فشار و دما این بخار به صورت گاز مایع یا یخ در آمد . ابعاد سياره و فاصله اش به نسبت خورشید برای این تحول تعین کننده بودند . هر چه سیاره به خورشید نزدیکتر باشد ،گرمای خورشید را بیشتر می پذیرند و این دما بر حالت آبی که در آن سیاره است اثر میگذارد .  در مقابل، هرچه سیاره کوچکتر باشد ، نیروی گرانشش ضعيف تر است و کمتر میتواند بخار آب را در سطح خود نگهدارد . بنا بر این بخار آب در خلا‍ء فضا پراکنده میشود . همچنین گرانش،تثبیت گاز کربنیک در سطح سیاره را امکان پذیر میکند و با اثر گلخانه ای پوسته اش  را گرم می کند . و سر انجام این که ، ابعاد یک سیاره ، فشار و دمای داخلی آن ، و از همانجا ، حالت آب در اعماق آن را تعریف میکند .

زمین:آب در همه حالتهای آن
زمین تنها سیاره منظومه ی خورشیدی است که در آن آب در سه حالت مایع ، بخار و جامد وجود دارد . اگر فاصله اش نسبت به خورشید 5 درصد کمتر بود تا 10 درصد بیشتر از انرژی خورشیدی را دریافت میکرد و آبش تبخیر می شد . چنانچه فاصله خورشیدی زمین 3 درصد بیشتر بود اقیانوسها تا اعماق یخ می بستند.

کیوان یا زحل: یخ بندان در 14000 درجه سانتیگراد !
کیوان با قطری معا دل 120660 کیلومتر ، پس از ژورپیتر بزرگترین منظومه خورشیدی است مانند ژرپیتر ،عمدتا" از هلیوم هیدروژن گازی به دور هسته ای از صخره و یخ تشکیل شده است و جرمش حدودا" 2 برابر زمین است . دما در سطح کیوان 140 درجه سانتیگراد است . اما در مرکز به 14000 درجه سانتیگراد می رسد و موجب فشار عظیمی با 10 میلیون اتمسفر میشود . این خود باعث تراکم آب شده و آن را به صورت لایه ای یخ به ضخامت 5000 هزار کیلومتر در می آورد .

مریخ : رودخانه های خشکیده
در 4.6 میلیارد  سال پیش ، پدیده های آتشفشانی در آنجا بسیار شدید بوده اند و اتمسفر غلیظی از گاز و بخار آب به وجود آورده اند . بخار آب تبدیل به باران شده ، رودخانه ها و اقیانوسهایی را تغذیه کرده است و این از اثار فرسایش به جا مانده در مریخ مشخص است . از آن زمان تا کنون ، 80 درصد از آبش ناپدید شده است و پرتوهای خورشید آن را تجزیه کرده اند . آب ته نشین شده ، در پی سرمایی ناگهانی و شدید در زمین و کوه های یخی شمال تبدیل به یخ شده اند . بدون تردید این دگرگونی در اثر بازگونی در محور چرخش سیاره پدید آمده است .

کره ماه : نشانی هایی از آب بر روی ماه ؟
طی تشکیل شدن کره ماه در 4.6 میلیارد سال پیش ، بخار آب در این کره وجود داشت اما بعد ، قمر ما ، گازها و بخارش را از کف داد . زیرا ، به دلیل قد و قواره کوچکش ، در آنجا گرانش 6 مرتبه کمتر از روی زمین است . بنا براین قادر به نگه داری اتمسفرش نبوده و در فضا منتشر و رقیق شده است . حدود 1.6 میلیارد سال پیش ، فعالیت های آتشفشانی ماه متوقف شده اند . بنا براین اختر شناسان امیدوارند فقط در اعماق آن ، مقدار کمی آب به صورت یخ بیابند .

مراحل مختلف پیدایش آب بر روی زمین
زمین همانند دیگر سیاره های جامد مثل تیر (عطارد )، زهره( ناهید )، مریخ ( بهرام )و پلوتو از انبوهش غبارهای بین ستاره ای و مولکول های  آب حاظر در فضا تشکیل شده است . فشار و واپاشی عناصر رادیو اکتیو همه این ماده انبوه شده را ذوب کردند و زمین را به گلوله ای در حال گداز تبدیل نمودند . در این حال ، زمین آغاز به تعریق و پس دادن گاز ها و بخار از همه منافذش کرد  در حالی که در سطح ، در پی سرد شدنی کند ، پوسته ای جامد تشکیل میشد . زمین 500 میلیون سال پس  از تولدش ، پوشیده از اتمسفری غلیض و ضخیم بود . در آن زمان اثر گلخانه ای  بسیار عظیم بود و دما از 300 درجه سانتیگراد تجاوز میکرد . اما بخار آب موفق شد خود را به حالت آب مایع در بیاورد ، زیرا فشار این جوشان گازی از فشاری که امروزه حاکم است ، 300 برابر بیشتر بود . در این هنگام ، باران های سیل آسا بر روی پوسته در حال تشکيل فرو میباریدند . در حالی که آتشفشان ها هم آن را همچنان از شکل می انداختند و مواد مذاب و گازهای بسیار داغ بیرون می افکندند . هم اکنون ، همچنان ، سالیانه بیش از یک میلیارد متر مکعب گاز ، از آتشفشان ها به بیرون می جهد که 40 تا 90 درصد آنها بخار است .

آب: ماده ضروری برای هر شکلی از زندگی
به عقیده دانشمندان 3.2 میلیارد سال پیش زندگی ، در اثر تبدیل ماده بی جان ، به جاندار در آب پدید آمد . این واقعیت را همزبان همه دانشمندان پذیرفته اند . تنها چیزی که هنوز در پرده اسرار باقی مانده است ، شرایط دقیق این رویداد است . در این زمینه فرضیه پژوهشگران متفاوت است : از نظر عده ای ، پیدایش حیات در نوعی برکه بوده است ، در حالی که عده ای دیگر آن را در کف اقیانوسها یا در ژرفای آنها میپندارند . پاره ای از زیست شناسان می افزایند که پیدایش و تکوین زندگی نیاز به خاک رس به عنوان کاتالیزور داشته است  . اما همه این توضیحات یک نقطه مشترک دارند و آن این که همه بر اساس حضور آب است .

نخستین موجود زنده:یک قطره تو خالی
آن چنان که ( مارتن الومو کی ) نویسنده شیمی موجودات زنده توضیح میدهد ، شکل ساختار زیست شناختی پایه با بر هم کنشهای الکتریسیته ساکن _به عبارت دیگر دفع ها و جذب ها _ بین مولوکول های آب و دیگر مواد شیمیایی تبیین میشود . مثلا"، رقابت بین بارهای الکتریکی آب و بارهایی که در مولکول های درشت توزیع شده اند ، دلیل پیچ خوردن بر روی خود ( به شکل آکرودئون ) پروتئنها يا اسید های امینه مجتمع  مانند دی . ان . ای بوده است . همچنین حضور آب ، بیوپلیمر ها ، نوعی از مولکول های آلی غول پیکر ر ا بر آن داشته که به صورت قطره های کوچک تو خالی در بیایند . این تشکل ناشی از خواص آب ترسی ( هیدروفوبی یا گریزان از آب ) بخشی از این مولکول هاست که به داخل برگشته اند . در حالی که بقیه مولکول که آبدوست ( هیدروفیل ) است به خارج برگشته و در مجاورت مایع قرار گرفته است .
این قسمت از مولکول نوعی پوسته را تشکیل داده که طرحی نخستین از اولین غشاء زیست شناختی است . رفتاری مضحک از جانب این مولکول های درشت که   ( کواسروا  )  نامیده میشوند و آن را به منزله اجداد بسیار نخستین همه یاخته های زنده می انگارند . اگر چه زندگی بیش از یک میلیارد سال پیش از آب بیرون آمد ، اما هرگز ریشه های آبی خود را انکار نکرد و از یاد نبرد .
آب همچنان به صورت بهترین مایع برای موجودات زنده باقی مانده است . آب عنصری ضروری برای واکنشهای زیست _ شیمیایی است و جابجایی عناصر غذایی را ، از طریق کلیه ها یعنی کار کرد دفعی گونه های برتر ، تا مین میکند .

 نزد پستانداران آب ، 60 تا 65 درصد جرم کل بدن را تشکیل میدهد .  نرخ آن ، به 76 درصد ،در ماهیچه ها و 79 در قلب و ششها میرسد . حتی دندان های ما نیز 10 درصد آب دارند . و ما در مورد جنین انسان ، در پنج ماهگی آب 94 درصد از وزن او را تشکیل میدهد .
آب به جز اينکه برا کار کرد های حیاطی ضروری است ، محیطی ممتاز برای محافظت از شکننده ترین و آسیب پذیر ترین سازواره های زنده در برابر ناملایمات و تهاجم های طبیعت است . در پرتو خواص فیزیکی _شیمیایی آب بوده که زندگی آبزیان امکان پذیر شده ، ادامه یافته و متحول شده است . آب ظرفیت ذخیره مقدار زیادی حرارت را دارد .
فیزیک دانها از حرارت مخصوص استثنایی آن سخن میگویند . مثال آن تنظیم دمای زمین به توسط اقیانوس ها است که در رویارویی با تغییرات دمای اتمسفر ، نقش واسطه را بر عهده دارد .
این خود ، خطر سرما های بسیار زیاد و حرارت های مرگ بار را از میان بر می دارد که در غیر این صورت ، گونه های زنده بسیار حساس از میان میرفتند . از سویی ، چگالی بیشینه ی آب در 4 درجه سانتیگراد است . این خاصیتی بسیار پر اهمییت است ، زیرا هنگامی که در صفر درجه سانتیگراد یخ میزند ، خاصیت شناوری را به یخی که این چنین تشکیل شده ، میدهد .
به این علت شکل گرفتن منحصر مولکول هایش تنها مایع شناخته شده ای است که در اثر عبور از حالت مایع به حالت جامد ، بر حجمش افزوده میشود . این موضوع جالب فیزیکی اهمیت فوق العاده دارد : به یمن این خاصیت ، آبها در سطوح یخ میزند و یخ با جدا سازی لایه های عمیق اقیانوس ها بیوتوپ ها را محافظت می کند .
( بیوتوپ : محیط زیست شناختی معین که به جمعیتی از حیوانات و گیاهان معین ، شرایط سکونت نسبتا" ثابت را فراهم می سازد . ) از دیگر مشخصات فیزیکی حیاطی این است که آب به سهولت بر روی سطوح مختلف گسترده میشود . در اصطلاح فیزیک دانان ، از کشش سطحی بسیار بالا صحبت به میان می آورند . این کیفیتی ضروری  برای آب است تا بتواند در شکاف ها نفوذ کند و سنگ ها را در اثر یخ بندان بشکافند . بدین ترتیب در فرسایش زمین و در ساخت شدن زمین شرکت می کند و زمین پس از مخلوط شدن با عناصر آلی نرم بارور و حاصلخیز میشود .

آب وسیله نقلیه درجه اول است . این قدرت خیس کنندگی اش بدان فرصت میدهد به کوچکترین مویرگها وارد شود ، مانند مویرگهای گیاهان  . بدین ترتیب میتواند عناصر معدنی ضروری برای تغذییه گیاهان را که در آن محلول شده اند ، بدان ها حمل کند .  زیرا که آب حلالی همگانی است و قادر است هم بسیار ی از مواد معدنی ( کلسیوم ، پتاسیم ، سدیم ، منیزیوم ، فسفور... ) و هم گازهای موجود در هوا را ، مانند اکسیژن یا گاز کربنیک ، حل کند .
این خود می تواند بیانگر نقش پالوده ساز آب در همه تمدن ها باشد.

مقدار کل آب بر روی زمین . 1383.7 میلیارد میلیارد لیتر است :
97.5 درصد در اقیانوسها یا 1350 میلیارد میلیارد لیتر .
1.8 درصد در کوه های یخی یا 25 میلیارد لیتر .
0.6 درصد در سفره های آب زیر زمینی یا 8.4 میلیارد میلیارد لیتر .
0.15 درصد در دریاچه ها و رود خانه ها یا 200 میلیون میلیارد لیتر .
0.005 درصد رطوبت در زمین یا 66 میلیون میلیارد لیتر .
0.0009 درصد به صورت بخار در اتمسفر یا 1.3 میلیون میلیارد لیتر .
0.00004 درصد  در ماده زنده یا  600.000 میلیارد لیتر .

سيد محسن آقا زاده
 برگرفته از: مجله دانستنيها شماره 362