شباهت جو زمین و تیتان
دانشمندان موسسه زیست اختر شناسی ناسا با انجام آزمایش های مختلف توانستند جو زمین در میلیارد ها سال پیش و جو کنونی تیتان، قمر سیاره زحل را شبیه سازی نموده و به تشابهات این دو پی ببرند.
نتایج این تحقیقات که در آکادمی دانشملی به سرپرستی ملیساترینر از موسسه زیستاخترشناسی ناسا در دانشگاه کلرادو ارائهگردید حاکی از آناست که مواد تشکیلدهندهیجو غلیظ و تیرهی تیتان، مشابه جوزمین در دوران نخستین آن پساز شکلگیری بوده ، جوی که در پیدایش حیات نقشی اساسی داشتهاست.
در این تحقیقات مواد آلی سازنده جو شبیهسازی شده زمین در میلیاردها سال پیش و جو کنونی تیتان مورد بررسی قرارگرفتند.
کارلپیلچر مدیر موسسه زیستاخترشناسی سازمان فضاییناسا در مرکز تحقیقاتی ایمز در این باره میگوید:تولید مواد آلی موجود در دوران اولیه زمین تجربهای بسیار هیجان انگیزبود؛بدونشک این میزان موادآلی در پیدایش و نگاه داری از حیات بسیار موثر بودهاست.
بهعقیده برخی از محققان نتایج این تحقیقات علاوه بر افزایش دانشما نسبت بهگذشتهیسیارهزمین و یافتن منشا اصلی مواد آلی درآن،دانشمندان را قادرمیسازد تا بهطوردقیق بهبررسی و تجزیهتحلیلدادههای ارسالی فضاپیمای کاسینی از جو مهآلود و بسیارغلیظ تیتان، بزرگترین قمر سیارهی زحل بپردازند.
برخی از گزارشها حاکی ازآنند که گازهای پخششونده در هوای (aerosols) تولیدشده در آزمایشگاه قابل مقایسه با مشاهدات از جو تیتان میباشد. دانشمندان گمان میکنند تولید گاز های پخش شونده در دوران نخستین پیدایش زمین میتواند منشا اصلی مواد آلی در جو این سیاره باشد.
کریس مککی یکی از متخصصان مرکز تحقیقاتی ایمز ناسا در این باره می گوید:با انجام این تحقیقات ما دریافتیم که با بررسی دنیاهای دیگر میتوانیم دانش و درک خود را نسبت به سیارهی زمین افزایش دهیم. جو غلیظ تیتان از لایههای بسیار ضخیم مواد آلی تشکیل شدهاست و ما توانستیم به ترکیب شیمیایی آن پیببریم. در نهایت میتوان اظهار داشت که زمین نیز در گذشته چنین جوی با ترکیبی مشابه داشتهاست.
دانشمندان امیدوارند به چگونگی پیدایش مواد آلی و شکل گیری ماهیت شیمیایی آنها پیببرند. براساس تئوریهای کنونی ، زمانی که پرتوهای خورشید با جو متشکل از گازمتان و نیتروژن (مانند جو کنونی تیتان) برخورد میکند، گاز های پخششونده در هوا تشکیل میشوند، علاوهبراین هنگامیکه کربندیاکسید نیز در جو وجود داشتهباشد (مانند جو زمین در گذشته) انواع مختلفی از گازهای پخششونده در هوا تولید میشوند.
دانشمندان با استفاده از لامپی ویژه با نور فرا بنفش توانستند این ذرات را در جوی شبیهسازی شده تولیدنموده و نوع ترکیب شیمیایی، اندازه و شکل ذراتنهایی را بررسی کنند.
ترینر در پایان خاطرنشانکرد که در حال حاضر نیز پدیدهی فوتوشیمیایی در جو زمین رخ میدهد،به بیان دیگر پرتوهای خورشید باعث پدیدآمدن یکسری واکنشهای شیمیایی در جو زمین میشوند.باتوجهبهاینکه درگذشته، گاز های تشکیلدهنده جو زمین با گاز های کنونی فرقدارند، پس ترکیب شیمایی آنها نیز با هم متفاوت است.
Organic haze in the atmosphere of Saturn’s moon, Titan, is similar to haze in early Earth’s air — haze that may have helped nourish life on our planet– according to a NASA Astrobiology Institute study released Nov. 6, 2006.
Study scientists simulated both the atmospheric conditions of early Earth and those of present-day Titan. Their study, “Organic Haze on Titan and the Early Earth,” describing the scientists’ work, appears in Proceedings of the National Academy of Sciences. The principal author is Melissa Trainer, a NASA Astrobiology Institute postdoctoral fellow at the University of Colorado, Boulder.
“It’s exciting to see that the early Earth experiments produced so much organic matter,” said Carl Pilcher, director of the NASA Astrobiology Institute, at NASA Ames Research Center, Moffett Field, Calif. “An organic haze produced this way on early Earth could have contributed to the formation and sustenance of life.”
According to the study’s researchers, their experiments help scientists interpret observations of Titan’s atmosphere from NASA’s Cassini mission, while also showing how a major source of organics could have been produced on Earth billions of years ago.
The researchers reported that the aerosols produced in the laboratory could serve as analogs for the observed haze in Titan’s atmosphere. The scientists also estimated that aerosol production on early Earth could have served as a primary source of organic material to the surface.
“This paper shows one of the ways in which the study of other worlds can help us understand Earth,” said Chris McKay, a scientist at NASA Ames and one of the study’s co-authors. “Titan has a thick organic haze layer, and this work started out to understand the chemistry of that alien organic haze. Then we realized that we could apply the same approach to the organic haze on early Earth.”
“We hope to determine how the organics were made and their chemical nature,” McKay observed. The scientists reported that when sunlight hits an atmosphere of methane and nitrogen, like the atmosphere of Titan today, aerosol particles form. When an atmosphere also contains carbon dioxide, as in the atmosphere of ancient Earth, different kinds of aerosols form.
The scientists used a special ultraviolet-light lamp to produce particles in the simulated atmospheres, and measured the chemical composition, size and shape of the resulting particles.
“It’s somewhat similar to the smog in Los Angeles,” Trainer explained. “Today’s haze on Earth is also created photochemically, which means sunlight powers chemical reactions in the atmosphere. However, the early atmosphere of Earth had different gases present, so chemical composition of the early haze is very different than the haze we have today. There also would have been a lot more of it.”
Original Source: NASA News Release
