భూమిపై నీటి పుట్టుక

భూమిపై నీరు ఎలా ఎప్పుడు పుట్టింది అనేది గ్రహశాస్త్రం, ఖగోళ శాస్త్రం, ఖగోళ జీవశాస్త్ర రంగాలలో పరిశోధనాంశంగా ఉంది.  సౌర వ్యవస్థలోని రాతి గ్రహాలలో భూమి ప్రత్యేకమైనది -దాని ఉపరితలంపై ద్రవరూప నీటి మహాసముద్రాలను కలిగి ఉన్న ఏకైక గ్రహం ఇది. ఇతర రాతి గ్రహాల కంటే ఎక్కువ నీరు భూమిపై ఎందుకు ఉంది అనే విషయం మానవ మేధకు పూర్తిగా అర్థం కాలేదు. 4500 కోట్ల సంవత్సరాలుగా భూమిపై నీరు సమీకృతమై సముద్రాలు ఎలా ఏర్పడ్డాయి అనే విషయమై అనేక పరికల్పనలు ఉన్నాయి. 

భూ గ్రహం నివాసయోగ్యమైన జోన్ అని పిలిచేంత దూరంలో ఉంది కాబట్టి, జీవానికి అత్యవసరమైన నీటి ఉనికి, భూమి ఉపరితలంపై కొనసాగుతూనే ఉంది. సూర్యునికి మరీ దగ్గరగా ఉంటే నీరు ఆవిరైపోయేది, మరీ దూరంగా ఉండి ఉంటే శితం కారంణంగా మొత్తం నీరంతా గడ్డకట్టి పోయేది.

భూమి పైనున్న నీరు, భూమి ఉద్భవించిన ఆదిమగ్రహ చక్రం నుండే ఉద్భవించలేదని చాలా కాలంగా భావిస్తూ ఉన్నారు. నీరు తదితర అస్థిర పదార్థాలు భూమి తదనంతర కాలంలో సౌర వ్యవస్థ బయటి నుండి భూమికి వచ్చి ఉంటాయని ఊహించారు. అయితే, ఇటీవలి పరిశోధనల్లో, సముద్రం ఏర్పడటంలో భూమి లోపల ఉన్న హైడ్రోజన్ పాత్ర ఉందని తేలింది.  ఆస్టరాయిడ్ బెల్టు బయటి అంచులలో మంచుతో నిండిన గ్రహశకలాలు భూమికి నీటిని చేరవేసాయనే రుజువులు ఉండనే ఉన్నాయి. ఈ రెండు ఆలోచనలూ పరస్పరం ప్రత్యేకమైనవి, వ్యతిరేకమైనవీ కావు.

నీరు ఎక్కడి నుండి వచ్చి ఉండవచ్చు..

ఖగోళ వస్తువుల నుండి 
తోకచుక్కలు, ట్రాన్స్-నెప్ట్యూనియన్ వస్తువులు, పుష్కలంగా నీరు కలిగి, గ్రహశకలాల బెల్టు నుండి భూమిని ఢీకొట్టే ఉల్కలు (ప్రాక్-గ్రహాలు) భూమికి నీటిని తెచ్చి ఉంటాయి. డ్యుటీరియం, ప్రోటియమ్ ఐసోటోపుల నిష్పత్తిని చూస్తే నీటికి మూలం గ్రహశకలాలను సూచిస్తోంది. వీటిలోని కాండ్రైట్లలోని కల్మషాల శాతం సముద్రాల లోని నీళ్ళ కల్మషాల శాతంతో సరిపోలుతోంది. 2018 జనవరిలో భూమిపై దొరికిన 450 కోట్ల ఏళ్ళ నాటి ఉల్కలు రెండింటిలో నీరు ఉంది. దాంతో పాటు డ్యుటీరియమ్ తక్కువగా ఉన్న సేంద్రియ పదార్థం కూడా ఉంది. 

భూమ్మీది నీరంతా తోకచుక్కల నుండే వచ్చిందని భావించడం కుదరదు. ఎందుకంటే.. హేలీ, హ్యాకుటాకే, హేల్-బాప్, 67పి/చుర్యుమోవ్-గెరాసిమెంకో అనే నాలుగు తోకచుక్కలలో డ్యుటీరియం, ప్రోటియమ్ ల నిష్పత్తి భూమ్మీది సముద్రాల్లోని నీటి కంటే రెట్టింపు ఉంది. అయితే, ఈ తోకచుక్కలు కైపర్ బెల్ట్ నుండి వచ్చిన తోకచుక్కల్లాంటివేనా అనేది అస్పష్టంగా ఉంది. అలెస్సాంద్రో మోర్బిడెల్లి ప్రకారం,  భూమ్మీది నీటిలోని అత్యధిక భాగం, ఆదిమ గ్రహశకలాలు భుమిని గుద్దుకున్నపుడు వచ్చింది.

చంద్రశిలలపై ఇటీవల జరిపిన పరిశోధనలను బట్టి, భూమి పుట్టినప్పటికే దానిపై నీరు ఉందని తెలుస్తోంది. అపోలో 15, 17 యాత్రల ద్వారా భూమికి తెచ్చిన చంద్ర శిలల నమూనాలను పరిశీలిస్తే, వాటిలోని డ్యుటీరియం, హైడ్రోజన్ ల నిష్పత్తి కార్బనేషియస్ కాండ్రైట్లతో సరిపోలుతోంది. ఈ నిష్పత్తి సముద్రాల్లోని నీటితో కూడా సరిపోలుతోంది. ఈ ఫలితాలను బట్టి ఈ రెండింటిలోనూ నీటికి మూలం ఒకటేనని తేలుతోంది. గురుగ్రహం సౌరవ్యవస్థ అంతర్భాగంలోకి వచ్చి నీటితో కూడుకున్న కార్బనేషియస్ కాండ్రైట్లకు స్థానచలనం కలగజేసిందనే సిద్ధాంతానికి బలం చేకూరుతోంది. ఈ చలనం ఫలితంగా భూమి అవతరణలో ముడిసరుకుగా మారాయి.

అంతర్గత వనరులు 
శిలలలో నీటితో కూడుకుని ఉండే  ఖనిజాల నుండి నీరు బయటికి వచ్చి, భూమ్మీది అప్పటికే ఉన్న నీటికి తోడైంది.  అగ్నిపర్వత పేలుళ్ళ నుండి వెలువడ్డ నీటియావిరి ద్రవీభవించి వర్షించి సముద్రాలలోకి చేరింది.

భూమి రూపు దిద్దుకుంటున్నపుడే ఉన్న నీరు 
భూమి పుట్టినప్పుడే ఉన్న పదార్థంలో నీరు ఉండి ఉండాలి. భూమి ద్రవ్యరాశి తక్కువగా ఉన్న ఆ సమయంలో, నీటి మాలిక్యూల్‌లు భూమ్యాకర్షణను తప్పించుకుని అంతరిక్షంలోకి వెళ్ళి ఉండవచ్చు. హైడ్రోజెన్ హీలియమ్ వంటి తేలిక వాయువులు తప్పించుకోవడాన్ని అర్థం చేసుకోవచ్చు. కానీ ప్రస్తుత భూమి వాతావరణంలో బరువైన ఉత్కృష్ట వాయువులు లేకపోవడాన్ని చూస్తే వాతావరణపు తొలి నాళ్ళలో ఏదో మహా ఉత్పాతం జరిగి ఉండవచ్చని అనిపిస్తోంది.

పుట్టిన కొత్తలో భూగోళాన్ని ఒక ఖగోళ వస్తువు గుద్దుకోవడం వలన ఒక ముక్క విడిపోయి చంద్రుడు ఏర్పడి ఉండవచ్చని ఒక పరికల్పన ఉంది. ఆ తాకిడికి భూగోళం లోని ఒకటి రెండు పెద్ద భాగాలు కరిగిపోయి ఉంటాయి. ఈనాటి భూమి సమ్మేళనాన్ని చూస్తే శిలలను పూర్తిగా కరిగించి పునఃసమ్మేళనం చెయ్యడం కష్టం అనిపిస్తుంది. అయితే, ఆ తాకిడికి కొంత భాగం ఆవిరైపోయి భూమిపై రాతి ఆవిరి వాతావరణం ఏర్పడి ఉండవచ్చు. రెండువేల ఏళ్ళ తరువాత ఈ ఆవిరి ద్రవీభవించి ఉండవచ్చు. ఆ క్రమంలో వేడిగాను, అధిక భారంతోనూ ఉన్న కార్బన్ డయాక్సైడు, హైడ్రోజెన్, నీటి ఆవిరిలు వాతావరణంలో మిగిలిపోయి ఉండవచ్చు. ఉపరితల ఉష్ణోగ్రత  ఉన్నప్పటికీ ద్రవరూప నీటితో కూడిన సముద్రాలు ఉండి ఉండవచ్చు. భారమైన కార్బన్ డయాక్సైడుతో కూడిన వాతావరణం అధిక పీడనంతో ఉండటం దీనికి కారణం. భూమి చల్లబడుతూ ఉండటం వలన, సబ్‌డక్షన్ వలన, సముద్రాల్లో కరగడం వలనా వాతావరణం లోని కార్బన్ డయాక్సైడు చాలావరకు తగ్గిపోవడం, కొత్తగా మ్యాంటిల్ ఏర్పడటం వలన పెరగడం వంటి చర్యలతో కార్బన్ డయాక్సైడు శాతం తీవ్రమైన  హెచ్చుతగ్గులకు లోనైంది.

జిర్కాన్‌ల అధ్యయనంతో, భూమిపై ద్రవరూప నీరు 440.4 ± 0.8 కోట్ల సంవత్సరాల నాటికే -భూమి పుట్టిన కొద్ది కాలానికే -ఉందని తెలిసింది.. ఇలా జరగాలంటే వాతావరణం ఉండి ఉండాలి. చల్లటి శైశవ భూమి సిద్ధాంతం ప్రకారం నీరు 440 నుండి 400 కోట్ల సంవత్సరాల మధ్య పుట్టిందని సూచిస్తోంది.

2008 లో ఆస్ట్రేలియాలో దొరికిన హేడియన్ శిలలోని జిర్కాన్‌లపై చేసిన అధ్యయనాలలో- టెక్టానిక్ ప్లేట్లు 400 కోట్ల సంవత్సరాల నాటికే ఉన్నాయని తెలిసింది. ఇది నిజమైతే, హేడియన్ ఇయాన్‌ లోని భూమి వేడిగాను, ద్రవ రూప ఉపరితలంతోనూ కూడుకుని ఉండేదనే విశ్వాసాలు తప్పని, భూమి కూడా ఇప్పుడు ఎలా ఉందో అప్పుడు కూడా దాదాపు అలాగే ఉండేదనీ తేలుతుంది. ఎందుకంటే టెక్టానిక్ ప్లేట్లు తమ  చర్యల ద్వారా కార్బన్ డయాక్సైడును అపారమైన పరిమాణంలో తమలో దాచేసుకుంటాయి. దాంతో గ్రీన్‌హౌస్ ప్రభావం, తొలగిపోయి, ఉపరితల ఉష్ణోగ్రతలు తగ్గిపోయి, శిలలు ఏర్పడతాయి. జీవుల అవతరణకు కూడా దారి తీయవచ్చు.

జీవరాశుల పాత్ర 
మహా ఆక్సిజనీకరణ ఘటనలో, రిడాక్స్ చర్యల ద్వారా, కిరణజన్యుసంయోగక్రియ ద్వారా నీరు ఏర్పడి ఉండవచ్చని తెలుస్తోంది.

కెమోఆటోట్రోపిక్ బ్యాక్టీరియా హైడ్రోజన్ సల్ఫైడ్, కార్బన్ డయాక్సైడులను వాడుకొని ఫోటోసింథసిస్ చర్య ద్వారా నీటిని విడుదల చేసిందని 1930 తొలినాళ్ళలో కొర్నేలిస్ వాన్ నీల్ కనుగొన్నాడు:

 CO2 + 2H2S → CH2O + H2O + 2S

ఆధునిక జీవరాశులు కూడా కొన్ని ఈ చర్య ద్వారా నీటిని విడుదల చేస్తాయి. అయితే ఇది చాలా తక్కువ మొత్తంలో, పట్టించుకోనంత స్థాయిలో, ఉంటుంది. కానీ, హైడ్రోజన్ సల్ఫైడు ఎక్కువగాను, ఆక్సిజన్ తక్కువగానూ ఉన్న తొలినాళ్ల భూవాతావరణంలో ఇది ఎక్కువగా ఉండి ఉంటుంది.

ఇవి కూడా చూడండి 

 మహా ఆక్సిజనీకరణ ఘటన
 మాహా ఘాత పరికల్పన

నోట్స్

మూలాలు

బయటి లింకులు 

 Dr. C's Oceans Online website (archived copy)
 UniverseToday
 Nature

CS1 maint: Explicit use of et al.
మూలాలు లేని పాఠ్యమున్న వ్యాసాలు
భూమి
నీరు
భూగోళశాస్త్రం