چرا کره زمین به رنگ آبی است

چرا کره زمین به رنگ آبی است؟

چرا کره زمین به رنگ آبی است، زمین بیش از 4 میلیارد سال به دلیل آب مایعی که روی سطحش دارد به رنگ آبی است. چگونه زمین توانسته است آب مایع را برای مدت طولانی در سطح خود حفظ کند؟ برای دانستن علت علمی آبی بودن رنگ کره زمین تا انتهای مقاله چرا کره زمین به رنگ آبی است با مجله تخصصی نجوم آندرومدا مگ همراه باشید.

تنها یک سیاره شناخته شده با  آب مایع در سطح  خودش وجود دارد و آن سیاره ما می باشد. علوم زمین شناسی به ما این امکان را می دهد که چرا زمین تقریبا همیشه آبی بوده است. و زمین بیش از 4 میلیارد سال است که آبی است ، به استثنای موارد نادر وقتی که خیلی سرد شده و به گلوله برفی سفیدی تبدیل گشته است.

این ویژگی خارق العاده به دلیل فعل و انفعالات چرخه آب با تکتونیک صفحه ای و اثر گلخانه ای و همچنین پیکربندی منظومه شمسی است. امروز ، میانگین دمای سطح زمین در حدود 15 درجه سانتیگراد ، سردتر از سیاره  زهره (465 درجه سانتیگراد) و گرمتر از مریخ (به طور متوسط 60- درجه سانتیگراد) است. روی زمین ، در سطح دریا ، آب در زیر 0 درجه سانتی گراد یخ می زند و در 100 درجه سانتی گراد می جوشد. سطح زمین بدین ترتیب در محدوده دمایی که ممکن است برای ما بزرگ به نظر برسد نگه داشته می شود ، اما در واقع در مقایسه با سایر سیارات نسبتاً کم است و برای میلیاردها سال به همین ترتیب باقی مانده است.

میانگین دما در سطح یک سیاره به تعامل سه پارامتر بستگی دارد که می تواند از یک سیاره به سیاره دیگر بسیار متفاوت باشد:

• انرژی دریافتی از  خورشید.

• مقدار سپیدایی در سطح ، یعنی اینکه چقدر تابش خورشید را منعکس می کند.

• گازهای گلخانه ای ، که تابش خورشید را در جو زمین به دام می اندازند. بدون گازهای گلخانه ای ، سطح زمین در دمای حدود -15 درجه سانتیگراد و احتمالاً فاقد آب مایع خواهد بود.

فعل و انفعالات بین نور خورشید ، آلبدو (سپیدایی) و گازهای گلخانه ای تعادل انرژی نسبتاً ثابت را از زمان ظهور اولین اقیانوس ها بر روی زمین حفظ کرده است.

در اوایل تاریخ زمین ، خورشید جوان از نور کمتری برخوردار بود و سیاره ما انرژی کمتری از آن دریافت می کرد. با این حال ، سطح گازهای گلخانه ای مانند CO2 و متان بسیار بیشتر از امروز بود ، که دمای سطح آب را به حالت مایع حفظ میکرد. اثر گلخانه ای با گذشت زمان کاهش یافت زیرا CO2 با دو فرآیند می تواند از جو خارج شود. اول ، اثر اسیدی شدن CO2 محلول در آبهای سطحی باعث حل شدن سنگ ها می شود که کلسیم آزاد می کند. کلسیم با CO2 محلول ترکیب شده و سنگهای کربناته مانند سنگ آهک ، یکی از اصلی ترین منشا های کربن را تشکیل می دهد.

منشا دوم کربن آلی ذخیره شده در سنگ های رسوبی است. موجوداتی که در  خشکی و اقیانوس از CO2 برای ساختن مواد آلی در طی فتوسنتز استفاده می کنند ، که بخشی از آن هنگام مرگ ارگانیسم ها در انتهای اقیانوس رسوب می کند. در آنجا ، مواد آلی در سنگ های رسوبی گنجانده شده است ، جایی که می توان آن را برای میلیون ها سال ذخیره کرد.

بدون تکتونیک ، بدون اقیانوس خواهیم بود و بدون اقیانوس ، بدون تکتونیک خواهیم بود

گرچه منشا های کربن CO2 را به دور از اتمسفر ذخیره می کنند ، اما آتشفشان ها و پشته های اقیانوسی CO2 را دوباره به جو منتقل می کنند. این مفهوم از طریق تکتونیک صفحه ای پایدار می ماند. در مقاطع زمانی طولانی ، تکتونیک صفحه به حفظ دمای سطح زمین در محدوده ای کمک می کند که آبهای سطحی مایع شوند. وجود آب مایع و تکتونیک صفحه به طور نزدیک با هم مرتبط هستند.  البته باید پرسید که چگونه این اتفاق می افتد؟

کف اقیانوس از صفحات اقیانوسی تشکیل شده است. آنها از پشته های اقیانوسی ، زنجیره آتشفشان های زیردریایی که در سراسر این سیاره جریان دارد ، دور می شوند و از طریق فرورانش به سمت اعماق زمین پایین می روند. طی صدها میلیون سالی که آنها از اقیانوس ها عبور می کنند ، صفحات اقیانوسی هیدراته می شوند: مواد معدنی آنها آب را در خود جای داده اند که خصوصیات مکانیکی آنها را اصلاح می کند. صفحات اقیانوسی با فرونشست شدن ، در نهایت کم آب می شوند. آب آزاد شده در نهایت ماگما تولید می کند که گرانیت ها ، بستر قاره ها را تشکیل می دهد. بدون آب مایع ، هیچ زمین ساختی وجود نخواهد داشت و بنابراین ، هیچ قاره ای وجود نخواهد داشت!

به دلیل این تبدیل صفحات قدیمی اقیانوسی به گوشته ، صفحات جدید دائماً از مواد فوران شده در پشته های اقیانوسی تشکیل می شوند. با افزایش این مواد از طریق گوشته و کف اقیانوس ، آن را خنک کرده و CO2 آزاد می کند و به حفظ غلظت گازهای گلخانه ای کمک می کند. آب نیزچندین میلیارد سال مایع باقی مانده و زمین آبی باقی مانده است.

از سیاه و قرمز تا آبی

مدت هاست فرض بر این است که اجرام آسمانی غنی از آب از منظومه شمسی خارجی ، آب را به زمینی که اخیراً تشکیل شده است می رسانند. یک گروه علمی  اخیراً پژوهشی را منتشر کرده است که این فرضیه را زیر سوال می برد و نشان می دهد که آب – یعنی هیدروژن و اکسیژن – می توانست به جای آن توسط سنگ های تشکیل دهنده زمین آورده شود.

هنگامی که زمین برای اولین بار 4.5 میلیارد سال پیش تشکیل شد ، احتمالاً خیلی گرم بود تا بتواند آب را در سطح مایع کند. در هر صورت ، اگر اقیانوس هایی وجود داشته باشند ، مطمئناً بر اثر برخورد عظیم بین زمین جوان و یک جسم سیاره ای (احتمالاً به بزرگی مریخ) که سطح سیاره ما را ذوب کرده و ماه را تشکیل داده است ، 4.4 میلیارد سال پیش بخارمیشده است. .

همانطور که سطح زمین پس از برخورد به آرامی سرد و جامد شد ، به احتمال زیاد در سنگ های بازالت تاریک پوشیده شده بود. ماگما های خنک کننده عناصر مانند هیدروژن ، اکسیژن و کربن را به عنوان گاز حاوی مولکول هایی مانند آب ، دی اکسید کربن و یا متان آزاد می کنند. اولین اقیانوس ها ممکن است پس از برخورد نسبتاً سریع تشکیل شده باشند. اولین مواد معدنی شناخته شده روی زمین دارای تغییر شیمیایی فعل و انفعالات با آب مایع است. بنابراین ، زمین ممکن است تقریباً 4.4 میلیارد سال آبی بوده باشد.

اولین اثبات غیر قابل انکار اقیانوس ها در سطح زمین 3.8 میلیارد سال قدمت دارد ، از جمله قدیمی ترین رسوبات دریایی موجود در ایسوا و آکیلیا (گرینلند) ، و قدیمی ترین گدازه های بالشی ، سنگهای منحصر به فرد که به دلیل خنک شدن گدازه در زیر آب تشکیل می شوند .

چه 3.8 یا 4.4 میلیارد سال قدمت داشته باشد ، تاریخ اقیانوس ها به زمین و زندگی مرتبط است. امروزه فعالیت های انسانی باعث اسیدی شدن و گرم شدن اقیانوس ها می شود. اقیانوس ها ناپدید نمی شوند ، اما زندگی در معرض خطر است. انتشار CO2 ما با ضریب 70 بیش از میزان انتشار آتشفشان جهانی است و تعادل موجود بین فرآیندهای موجود در سطح زمین و آنهایی که در آن قرار دارند را به خطر می اندازد. و جوامع ما به هر دو اعتماد دارند.