ഭൂമിയിലെ ജലം എവിടെ നിന്നു വന്നു?

ജലം കൊണ്ടു മൂടിയ ഗ്രഹമാണ് ഭൂമി. സൗരയൂഥത്തിലെ മറ്റൊരു ഗ്രഹത്തിനും ഇതുവരെ കണ്ടെത്തിയ സൗരേതര ഗ്രഹങ്ങള്‍ക്കും അവകാശപ്പെടാന്‍ പറ്റാത്ത പ്രത്യേകതയാണത്. ഈ അപൂര്‍വസ്വത്ത് ഭൂമിക്കു മാത്രം എങ്ങനെ കൈവന്നു?
ഭൂമി ഉള്‍പ്പെടെയുള്ള സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഉദ്ഭവവും പരിണാമവും പഠിച്ചതില്‍ നിന്നു ശാസ്ത്രജ്ഞര്‍ക്കു മനസ്സിലായത് ഇതാണ്: നാമിന്നു കാണുന്ന വിധത്തിലുള്ള അന്തരീക്ഷമല്ല ഭൂമിയില്‍ എക്കാലത്തും ഉണ്ടായിരുന്നത്. ഭൂമി രൂപംകൊണ്ട സമയത്ത് ഒപ്പമുണ്ടായിരുന്ന വാതകങ്ങളെല്ലാം ബഹിരാകാശത്തേക്കു രക്ഷപ്പെട്ടിരിക്കണം. കാരണം, ഭൂമിയുടെ താപനില വളരെ ഉയര്‍ന്നതായിരിക്കണം. പിന്നീടുണ്ടായ അന്തരീക്ഷം വളരെ വ്യത്യസ്തമായിരുന്നു എന്നും കരുതപ്പെടുന്നു. ജീവന്റെ ഉദ്ഭവത്തോട് ബന്ധപ്പെട്ടാവണം ഇന്നു കാണുന്ന തരത്തിലുള്ള അന്തരീക്ഷം ഉണ്ടായത്.
ഹൈഡ്രജന്‍ തന്മാത്രകളടങ്ങിയ ഭീമന്‍ മേഘത്തില്‍ നിന്നാണ് സൗരയൂഥം ഉണ്ടായതെന്നാണ് ഇന്ന് അംഗീകരിക്കപ്പെട്ടിരിക്കുന്ന മാതൃക സങ്കല്‍പിക്കുന്നത്. ഗുരുത്വാകര്‍ഷണത്തിന്റെ ഫലമായി ഈ മേഘം ചുരുങ്ങുകയും അങ്ങനെ നക്ഷത്രം ഉണ്ടാവുകയും ചെയ്തിരിക്കണം. നക്ഷത്രമുണ്ടാവുന്നത് സങ്കീര്‍ണമായ പ്രക്രിയയിലൂടെയാണ്. മേഘം ചുരുങ്ങുമ്പോള്‍ അതു കറങ്ങുന്നുണ്ടാവും. കറക്കത്തിന്റെ ഫലമായി അത് ഒരു തളികയുടെ രൂപത്തില്‍ അടിഞ്ഞുകൂടും.
ഇതില്‍ നിന്ന് ഗ്രഹങ്ങള്‍ ഉണ്ടാവുന്നത് എങ്ങനെയെന്നു വിശദമായി മനസ്സിലാക്കാന്‍ നമുക്കായിട്ടില്ല. എങ്കിലും ക്രമേണ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം മൂലം ദ്രവ്യം ചെറിയ കട്ടകളായിത്തീരും എന്നു കരുതുന്നു. മേഘത്തിലുണ്ടാവുന്ന ചെറിയ ചുഴികള്‍ ഈ പ്രക്രിയയെ സഹായിക്കാം. ഇവ ക്രമേണ അവിടവിടെയായി ഒത്തുചേര്‍ന്നു വലിയ പാറക്കഷണങ്ങളും പിന്നീട് ഗ്രഹങ്ങളും ഉണ്ടാവാം. അങ്ങനെ സൂര്യനെപ്പോലുള്ള ഒരു നക്ഷത്രം ഉണ്ടാവുന്നതിന്റെ ഭാഗമായാണ് ഗ്രഹങ്ങളും ഉണ്ടാവുന്നത് എന്നാണ് ഈ മാതൃക പറയുന്നത്.
ഭൂമി ഉരുത്തിരിഞ്ഞുവന്ന കാലത്ത് അതിലെ പാറകളില്‍ വാതകങ്ങള്‍ അടങ്ങിയിരുന്നിരിക്കണം. ഇവ പ്രധാനമായും ഹൈഡ്രജന്‍, ഹീലിയം, നിയോണ്‍ തുടങ്ങിയവ ആയിരിക്കണം. അക്കാലത്ത് ഭൂമിയുടെ ചൂട് ക്രമേണ കൂടിവന്നിരിക്കണം. പാറക്കഷണങ്ങള്‍ വന്നിടിക്കുന്നതില്‍ നിന്നും പാറകളില്‍ അടങ്ങിയിരുന്ന റേഡിയോ ആക്ടീവായ മൂലകങ്ങള്‍ അഴുകുന്നതില്‍ നിന്നും മറ്റും പുറത്തുവന്നിരുന്ന ചൂടാണ് ഇതിനു കാരണം. ചൂട് വര്‍ധിച്ചുവന്നതനുസരിച്ച് ഭൂമി മൊത്തമായി ഉരുകിയിരിക്കണം എന്നാണ് കരുതപ്പെടുന്നത്. അങ്ങനെ ഭാരം കൂടിയ പദാര്‍ഥങ്ങള്‍ ഉള്ളിലേക്കു പോവുകയും ഭാരം കുറഞ്ഞവ പുറത്തേക്കു വരുകയും ചെയ്തു. അക്കാലത്ത് പാറകളില്‍ നിന്നു പുറത്തുവന്ന മിക്ക വാതകങ്ങളും ബഹിരാകാശത്തേക്കു നഷ്ടപ്പെട്ടിരിക്കണം. അപ്പോഴത്തെ ഉയര്‍ന്ന ചൂടില്‍ അവയെ പിടിച്ചുനിര്‍ത്താന്‍ ആവശ്യമായ ഗുരുത്വാകര്‍ഷണബലം ഭൂമിക്ക് ഇല്ലാതെപോയി.
താപനില ഉയരുമ്പോള്‍ വാതകങ്ങള്‍ക്ക് അന്തരീക്ഷത്തില്‍ നിന്നു രക്ഷപ്പെടാന്‍ കൂടുതല്‍ എളുപ്പമാവുന്നു. ആദ്യകാലത്ത് ഒരു അന്തരീക്ഷം ഉണ്ടായിരുന്നു എന്നു കരുതുന്നവരുണ്ട്. അങ്ങനെ ഉണ്ടായിരുന്നെങ്കില്‍ അതില്‍ ധാരാളം ഹൈഡ്രജന്‍ ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം. കൂട്ടത്തില്‍ കുറേ നീരാവിയും പത്തു ശതമാനത്തോളം കാര്‍ബണ്‍ ഡയോക്‌സൈഡും ഏതാണ്ട് അതിന്റെ പകുതി ഹൈഡ്രജന്‍ സള്‍ഫൈഡും. നൈട്രജന്‍, കാര്‍ബണ്‍ മോണോക്‌സൈഡ്, മീഥേന്‍ എന്നിവ ചെറിയ അളവിലേ ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കാന്‍ സാധ്യതയുള്ളൂ.
ഏകദേശം 440 കോടി വര്‍ഷം മുമ്പ് ഭൂമി തണുത്ത് അതിനൊരു പുറംതോട് ഉണ്ടായി. പക്ഷേ, ഉപരിതലത്തില്‍ ധാരാളം അഗ്‌നിപര്‍വതങ്ങള്‍ ഉണ്ടായിരുന്നു എന്നുവേണം കരുതാന്‍. പുറംതോട് തണുത്തെങ്കിലും ഉള്ളില്‍ അപ്പോഴും നല്ല ചൂടുണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം. ഗ്രഹം തണുത്തുവന്നപ്പോള്‍ അതു പുതിയ അന്തരീക്ഷം നേടിത്തുടങ്ങി. ഏതാണ്ട് 380 കോടി വര്‍ഷം പഴക്കമുള്ള എക്കല്‍മണ്ണ് കണ്ടുകിട്ടിയിട്ടുണ്ട്. അതുകൊണ്ട് അക്കാലത്ത് ഉപരിതലത്തില്‍ ജലം ഒഴുകുന്നുണ്ടായിരിക്കാനാണ് സാധ്യത. എവിടെ നിന്നാവണം ഭൂമിക്കു പുതിയ അന്തരീക്ഷം കിട്ടിയത്? ഇതു വിശദീകരിക്കാന്‍ രണ്ട് ആശയങ്ങളെങ്കിലുമുണ്ട്:
ഒന്ന്, ബഹിരാകാശത്തു നിന്ന് ഭൂമിയില്‍ പതിച്ച ഉല്‍ക്കകളില്‍ നിന്നോ ധൂമകേതുക്കളില്‍ നിന്നോ ഒക്കെയാവാം എന്നതാണ്. ഇതിനു ശക്തിയേകുന്നതായിരുന്നു ഏതാണ്ട് കാല്‍നൂറ്റാണ്ടു മുമ്പ് സൂര്യനു സമീപമെത്തുകയും വ്യാഴത്തില്‍ പതിച്ചു കൗതുകകരമായ കാഴ്ചയായിത്തീരുകയും ചെയ്ത ഷൂമാക്കര്‍-ലെവി എന്ന ധൂമകേതു. ഇന്നുള്ളതിനേക്കാള്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ ധൂമകേതുക്കള്‍ കോടിക്കണക്കിനു വര്‍ഷം മുമ്പ് ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കണം. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ അവയില്‍ പലതും ഭൂമിയില്‍ പതിച്ചിരിക്കാനിടയുണ്ട്. ധൂമകേതുക്കളില്‍ ധാരാളം ഐസും മറ്റുമാണുള്ളത്. ആ സാഹചര്യത്തില്‍ ഇതൊരു വ്യക്തമായ സാധ്യതയാണ്.
രണ്ടാമത്തെ ആശയം ഇതാണ്: അഗ്നിപര്‍വതങ്ങള്‍ പൊട്ടുമ്പോള്‍ അവയില്‍ നിന്നു പുറത്തുവരുന്ന ലാവയോടൊപ്പം നീരാവിയും കാര്‍ബണ്‍ ഡയോക്‌സൈഡും കുറച്ചൊക്കെ നൈട്രജനും മറ്റു വാതകങ്ങളും കാണാറുണ്ട്. ആദികാലത്ത് ഭൂമി തണുത്തുതുടങ്ങിയപ്പോള്‍ അഗ്നിപര്‍വതങ്ങള്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ ഉണ്ടായിരുന്നിരിക്കാം. അങ്ങനെയെങ്കില്‍ അവയില്‍ നിന്ന് ഇന്നത്തേക്കാള്‍ വളരെ കൂടുതല്‍ വാതകങ്ങള്‍ പുറത്തുവന്നിരിക്കണം. ഇതായിക്കൂടേ ഭൂമിക്ക് പുതിയൊരു അന്തരീക്ഷം നല്‍കിയത്?
രണ്ടാമത്തെ ആശയത്തിനാണ് സാധ്യത കൂടുതലുള്ളത് എന്നാണ് അടുത്ത കാലം വരെ കരുതിയിരുന്നത്. എന്നാല്‍, കഴിഞ്ഞ കുറച്ചു വര്‍ഷത്തിനുള്ളില്‍ കാര്യങ്ങള്‍ തകിടംമറിഞ്ഞിരിക്കുന്നു. മൂന്നു പഠനങ്ങളാണ് പ്രധാനമായി ഇതിനു പിന്നില്‍. ആദ്യത്തെ പഠനം ജപ്പാനിലെ ടോക്യോ ഇന്‍സ്റ്റിറ്റിയൂട്ട് ഓഫ് ടെക്‌നോളജിയിലെ ഹിദെനോരി ജെന്‍ഡയും മസഹിരോ ഇകോമയും ചേര്‍ന്ന് ഇകാറസ് എന്ന ഗവേഷണ മാസികയില്‍ പ്രസിദ്ധീകരിച്ചതാണ്. ധാരാളം ഹൈഡ്രജന്‍ അടങ്ങിയ ഒരു അന്തരീക്ഷം ആദികാലത്ത് ഭൂമിക്കുണ്ടായിരുന്നു എന്നും ആ ഹൈഡ്രജനും ഉപരിതലത്തില്‍ ധാരാളമുണ്ടായിരുന്ന ഓക്‌സിജനും ചേര്‍ന്നാണ് ഭൂമിയിലെ ജലമുണ്ടായത് എന്നുമായിരുന്നു അവരുടെ സിദ്ധാന്തം.
2014 ഒക്ടോബര്‍ 31ലെ സയന്‍സ് എന്ന ശാസ്ത്ര ഗവേഷണ വാരികയിലാണ് രണ്ടാമത്ത പഠനഫലം പ്രസിദ്ധീകരിച്ചുവന്നത്. സമുദ്ര ഗവേഷണ സ്ഥാപനമായ വുഡ്‌സ്‌ഹോള്‍ ഓഷ്യാനോഗ്രാഫിക് ഇന്‍സ്റ്റിറ്റിയൂഷനിലെ ആഡം സരഫിയനും കൂട്ടരും ചേര്‍ന്നു നടത്തിയ പഠനമാണ് ഇത്. ഭൂമിയിലെ ജലത്തിന്റെ ഉദ്ഭവം പഠിക്കാനായി ആദ്യം അവര്‍ പഠിച്ചത് ഉല്‍ക്കകളില്‍ അടങ്ങിയിരിക്കുന്ന ജലത്തെക്കുറിച്ചാണ്.
പല കാലങ്ങളില്‍ ഉണ്ടായെന്നു കരുതപ്പെടുന്ന ഉല്‍ക്കാശിലകളെ അവര്‍ തിരഞ്ഞെടുത്തു. ആദ്യം പഠിച്ചത് കാര്‍ബണേഷ്യസ് കോണ്‍ഡ്രൈറ്റുകള്‍ എന്നറിയപ്പെടുന്ന ഉല്‍ക്കാശിലകളെയാണ്. സൂര്യന്‍ രൂപംകൊണ്ട കാലത്ത് ഉണ്ടായവയാണിവ എന്നു കരുതുന്ന ഈ ശിലകളാണ് ഏറ്റവും പഴക്കം ചെന്നതായി കരുതിയിരുന്നത്.
വെസ്റ്റ എന്ന ഛിന്നഗ്രഹത്തില്‍ നിന്ന് ഉദ്ഭവിച്ചതെന്നു കരുതപ്പെടുന്ന ഉല്‍ക്കാശിലകളെയും അവര്‍ പഠിച്ചു. ഇവയുടെ രാസഘടന മൊത്തത്തിലുള്ള സൗരയൂഥത്തിന്റെ ഘടനയോട് സാമ്യമുള്ളതാണ് എന്നു പ്രബന്ധം പറയുന്നു. വെസ്റ്റയിലെ പാറകളുടെയും ഭൂമിയിലെ പാറകളുടെയും കാര്‍ബണേഷ്യസ് കോണ്‍ഡ്രൈറ്റുകളുടെയും രാസഘടന ഒരേപോലെയാണെന്ന് അവര്‍ കണ്ടെത്തി. ഭൂമി ഉദ്ഭവിച്ച കാലത്തുതന്നെ ഇവിടെ ജലമുണ്ടായിരുന്നു എന്നാണ് ഇതു സൂചിപ്പിക്കുന്നത്.
ബ്രിട്ടനിലെ ഗ്ലാസ്‌ഗോ സര്‍വകലാശാലയിലെ ലിഡിയ ഹാലിസും കൂട്ടരുമാണ് മൂന്നാമത്തെ പഠനം നടത്തിയത്. അവര്‍ സ്വീകരിച്ചത് തികച്ചും വ്യത്യസ്തമായ മാര്‍ഗമാണ്. ഭൂമിയുടെ ആഴങ്ങളിലുള്ള പാറകളായിരുന്നു അവരുടെ ലക്ഷ്യം. കാനഡയില്‍ ഉത്തരധ്രുവത്തിനു സമീപമുള്ള ബാഫിന്‍ ദ്വീപിലെ ബസാള്‍ട്ട് എന്ന ആഗ്‌നേയശിലകളെ പഠിക്കുകയാണ് ഇതിനായി അവര്‍ സ്വീകരിച്ച മാര്‍ഗം. ഏതാണ്ട് 450 കോടി വര്‍ഷം പഴക്കമുണ്ടെന്നു കരുതപ്പെടുന്ന, അതായത് ഭൂമിയോളം തന്നെ പഴക്കമുള്ള കണ്ണാടി പോലുള്ള ചില ഘടകങ്ങള്‍ ഇത്തരം പാറകളിലുണ്ട്.
സൂര്യനും ഗ്രഹങ്ങളും രൂപംകൊണ്ട വാതക-ധൂളീമേഘത്തില്‍ നിന്നാവണം ഇതിലെ ജലവും വന്നതെന്നാണ് പഠനങ്ങള്‍ കാണിച്ചത്. ഈ ജലത്തെയാണ് ഹാലിസും കൂട്ടരും ലക്ഷ്യമിട്ടത്. ഇതിന്റെ ഐസോടോപ് ഘടന ധൂമകേതുക്കളിലെ ജലവുമായി താരതമ്യം ചെയ്യാവുന്നതാണെന്ന് ഗവേഷകര്‍ കണ്ടെത്തി. ഭൂമി ഉദ്ഭവിച്ച കാലത്തുതന്നെ ഇവിടെ ജലവുമുണ്ടായിരുന്നു എന്നാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്. അതായത്, ജലം പിന്നീട് വന്നുചേര്‍ന്നതല്ല, ഭൂമി രൂപംകൊണ്ട സമയത്ത് അതിലേക്കു വന്നുചേര്‍ന്ന പാറകളിലും ധൂളീകണങ്ങളിലും ജലമടങ്ങിയിരുന്നു എന്ന്. ഇതുതന്നെയാണ് സത്യമെന്നു തെളിഞ്ഞാല്‍ ശുക്രനിലും ചൊവ്വയിലുമെല്ലാം ആദ്യകാലത്ത് ഭൂമിയിലേതുപോലെ ജലമുണ്ടായിരുന്നിരിക്കും എന്നാണ് മനസ്സിലാക്കേണ്ടത്. ി