ජලයේ සම්භවය පිළිබඳ විද්‍යාත්මක දැක්මක්
අපගේ අපූරු ග්‍රහලෝකයේ මතුපිටින් 71% ක් පමණ ජලය ආවරණය කරයි, නමුත් එහි මූලාරම්භය පිළිබඳ ප්‍රශ්නය තවමත් විද්‍යාත්මක විවාදයට භාජනය වේ. පෘථිවි ජලයේ සම්භවය පිළිබඳ අභිරහස පිළිබඳව අනාවරණය වන ප්‍රධාන න්‍යායන් සහ නවතම පර්යේෂණ පිළිබඳව අපි මෙම ලිපියෙන් සාකච්ඡා කරමු.
පෘථිවි ජලයේ සම්භවය පිළිබඳ අනාවරණය වන ප්‍රධාන න්‍යායන් තුනක් විස්තරාත්මකව සලකා බලමු
අන්තරාසර්ග ජලසම්භවයේ න්යාය:
නොයෙකුත් රසායනික ප්‍රතික්‍රියා හේතුවෙන් පෘථිවිය ඇතුළත සිට ජලය පිටතට වාශ්ප වූ එවා වේ. මෙම න්යාය යෝජනා කරන්නේ පෘථිවි පෘෂ්ඨයේ ඇති ජලයෙන් සැලකිය යුතු කොටසක් අභ්යන්තර සම්භවයක් ඇති බවයි. ඇත්ත වශයෙන්ම, අපේ පෘථිවිය විශාල ස්වාභාවික ජල සංචිතයක් විය හැකිය.
එසේ වන්නේ කෙසේද?
- හයිඩ්‍රොස් ඛනිජ: - පෘථිවි ආවරණයේ ඇති ඛනිජ ලවණ ඒවායේ ස්ඵටික ව්‍යුහයේ ජල සංරචක රඳවා තබා ගත හැකිය. මේවායින් වඩාත් වැදගත් වන්නේ පයිරොක්සීන් (Pyroxenes) ය, Pyroxenes යනු වඩාත් සුලභ තනි දාම සිලිකේට් ඛනිජයක් වේ. නමුත් මෙම සංරචක ඔලිවින් සහ ගාර්නට් ද අඩංගු විය හැක.
- ඛනිජ ආකෘතිය තුළ ගබඩා වී ඇති ජලය: මෙම ඛනිජවල ජල අණු අඩංගු නොවේ, නමුත් හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ (OH) - පරමාණුක මට්ටමේ ඛනිජවල ස්ඵටික ව්යුහය තුළට ගොඩනගා ඇති ජලයෙහි සංරචක අඩංගු වේ. මෙම හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ යම් යම් තත්වයන් යටතේ ජලය සෑදීමට සහභාගී විය හැකිය.
- ගැඹුරු ජලාශ: ඉහළ සහ පහළ මැන්ටලය (The Earth's mantle) අතර කලාපයේ (කිලෝමීටර 410-660 km ගැඹුරක) විශේෂයෙන් විශාල ජල සංඝටක ප්රමාණයක් අඩංගු විය හැකිය. ලෝක සාගරයේ පරිමාව හා සැසඳිය හැකි ජල පරිමාවක් සෑදීමට ප්රමාණවත් තරම් සංරචක තිබිය හැකි බව පර්යේෂණවලින් පෙනී යයි
ජලය සෑදීමේ ක්‍රියාවලිය:
ජල අණුවක් (H2O) සෑදීමට හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ (OH) සඳහා අමතර හයිඩ්‍රජන් පරමාණුවක් (H) අවශ්‍ය වේ.
- මේ සඳහා මූලාශ්‍රය විය හැක්කේ, පෘථිවිය ගොඩනැගීමේදී ග්‍රහණය කරගත් ප්‍රාථමික හයිඩ්‍රජන්, මතුපිට පාෂාණවල විකිරණ විශ්ලේෂණයෙන් (සූර්යාලෝකය) පිටවන හයිඩ්‍රජන් හෝ පෘථිවියේ ගැඹුරු ස්ථරවලින් පිටවන හයිඩ්‍රජන් වේ.
- අධික උෂ්ණත්ව හා පීඩන වලදී, පෘථිවියේ මැන්ටලය තුළ සංකීර්ණ රසායනික ප්‍රතික්‍රියා සිදු වේ. එහිදී තම හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවලට නිදහස් හයිඩ්‍රජන් සමග ක්‍රියා කර නව ජල අණු සාදයී.
- නොයෙකුත් උෂ්ණත්ව හා පීඩන වලදී හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩවලට ද එකිනෙකා සමඟ අන්තර් ක්‍රියා කළ හැකිය: 2OH → H2O + O
- ගිනිකඳු ක්‍රියාකාරිත්වය - ගිනිකඳු පිපිරීම් මෙම ක්‍රියාවලියේ ප්‍රධාන කාර්යභාරයක් ඉටු කරයි. එහිදී ජලය මතුපිටට ගෙන ඒම පමණක් නොව (උදාහරණයක් ලෙස වාෂ්ප ආකාරයෙන්), නමුත් හයිඩ්‍රොක්සිල් කාණ්ඩ සහ නිදහස් හයිඩ්‍රජන් වලින් එය සෑදීම සඳහා කදිම තත්ත්වය නිර්මානය කරයි.
මෙය වැදගත් වන්නේ ඇයි?
- පෘථිවියේ ආරම්භයත් සමග ග්‍රහලෝකය ඉතා උණුසුම් වුවද පෘථිවියේ මෙතරම් ජලය ඇත්තේ මන්දැයි මෙම න්යාය පැහැදිලි කරයි. මීට අමතරව, න්යාය යෝජනා කරන්නේ පෘථිවියේ ගැබ්වීඇති ජල සංචිත අප සිතනවාට වඩා බොහෝ වැඩි විය හැකි බවයි.
- සිත්ගන්නා කරුණක් - සමහර විද්‍යාඥයන් විශ්වාස කරන්නේ පෘථිවියේ අභ්‍යයන්තර ස්තර වලින් ජලය පිටවීමේ ක්‍රියාවලිය ඉතා සෙමින් වුවද අදටත් පවතින බවයි. (ගෝලීය උණුසුම හේතුවෙන් ග්ලැසියර දියවීමට අමතරව, සැලකිය යුතු ජල ප්රමාණයක් ඉන්ධන දහන්යෙන්ද වයුගෝලයට එක්වෙයි) මුහුදු මට්ටම ක්‍රමයෙන් ඉහළ යන්නේ මන්දැයි මෙයින් පැහැදිලි කළ හැකිය. මෙය නව දේශගුණික ආකෘති නිර්මාණය හේතුවේ.
වැදගත් පර්යේෂණ
2014 දී, විද්‍යාඥයින් විසින් ගිනිකඳු පිපිරීමක් අතරතුර මතුපිටට විසි කරන ලද දියමන්තියක තිබී දුර්ලභ ඛනිජ ringwoodite සොයා ගන්නා ලදී. ඛනිජයේ විශ්ලේෂණයෙන් පෙන්නුම් කළේ එහි සැලකිය යුතු ජල ප්රමාණයක්, එනම් එහි ස්කන්ධයෙන් 1.5% පමණ අඩංගු වන බවයි. මෙම සොයාගැනීම පෘථිවි ආවරණයේ ඇති හයිඩ්‍රජන් අඩංගු සංරචකවල සැලකිය යුතු ජල ප්‍රමාණයක අන්තර්ගතය පිළිබඳ න්යාය සනාථ කරන අතර, යම් යම් තත්වයන් යටතේ ජලය සෑදීමට සහභාගී විය හැකිය.
2022 දී ප්‍රකාශයට පත් කරන ලද අධ්‍යයනයකින් හෙළි වූයේ පෘථිවියේ මැන්ටලය අතර කලාපයේ (කිලෝමීටර 410-660 ගැඹුරක) හයිඩ්‍රජන් දරණ ඛනිජ විශාල ප්රමාණයක් අඩංගු විය හැකි බවයි. මෙම ඛනිජවල ඇති සියලුම හයිඩ්‍රොක්සයිල් කාණ්ඩ ජලය බවට පරිවර්තනය කළහොත් එහි පරිමාව ලෝක සාගරයේ පරිමාව හා සැසඳිය හැකිය.
පිටසක්වල ජලසම්භවය පිළිබඳ න්යාය
මෙම න්යාය යෝජනා කරන්නේ අපගේ ග්‍රහලෝකය සෑදීමෙන් පසු වල්ගාතරු සහ උල්කාපාත (ග්‍රහක) පතිත වීම මගින් ජලය පෘථිවියට ලැබුනු බවයි.
- උල්කාපාත යනු සූර්යයා වටා පරිභ්‍රමණය වන කුඩා පාෂාණමය වස්තූන් ය. උල්කාපාත ග්‍රහලෝක මෙන් සූර්යයා වටා පරිභ්‍රමණය වුවද ඒවා ග්‍රහලෝකවලට වඩා ඉතා කුඩාය.
- වල්ගා තරු යනු සූර්යයා වටා කක්ෂගත වන ශීත වූ වායූන්, පාෂාණ සහ දූවිලි වලින් සමන්විත විශ්වීය අයිස් බෝලයක ස්වරූපයක් ගනී. සමහර අවස්තා වල ඒවා කුඩා නගරයක විශාලත්වයට සමාන කල හැක. එය සූර්යයාට සමීප වන විට, එය රත් වී බොහෝ ග්‍රහලෝකවලට වඩා විශාල දිලිසෙන හිසක් සහිතව දූවිලි හා වායූන් විහිදුවීම මගින් වල්ගය (ධූමකේතුව) සාදයි.
වල්ගාතරු සහ සමහර වර්ගයේ උල්කාපාතවල අයිස් ආකාරයෙන් සැලකිය යුතු ජල ප්රමාණයක් අඩංගු වන අතර එවා පෘථිවිය මතට පතිත වීමෙදී වායුගෝලෙයේ ගැටීමෙන් අදික උශ්නත්වයෙන් වායු බවට පත්වේ. සමහර උල්කාපාතවල ජලයේ සමස්ථානික සංයුතිය පෘථිවියේ ජලයට සමාන වේ.
නවතම පර්යේෂණ
යුරෝපීය අභ්‍යවකාශ ඒජන්සියේ (ESA) Rosetta මෙහෙයුම 67P/Churyumov-Gerasimenko වල්ගා තරුවේ සංයුතිය පරීක්ෂා කළේය. වල්ගා තරුවේ ජලයේ ඇති ඩියුටීරියම් සහ හයිඩ්‍රජන් අනුපාතය පෘථිවියට වඩා සැලකිය යුතු ලෙස වෙනස් බව විද්‍යාඥයින් සොයාගෙන ඇති අතර, පෘථිවි ජලයේ ප්‍රධාන මූලාශ්‍රය ලෙස වල්ගා තරු පිළිබඳ අදහස සැක සහිත නමුත් C කාබන් වලින් පොහොසත් උල්කාපාත පිළිබඳ පර්යේෂණවලින් පෙනී යන්නේ ඒවා වල්ගාතරු වලට වඩා අපේ පෘථිවියේ ජල මූලාශ්‍රය විය හැකි බවයි. ජපන් අභ්‍යවකාශ ගවේෂණ ඒජන්සිය (JAXA) හි Hayabusa-2 මෙහෙයුමට ස්තූතිවන්ත වෙන්නට, මෙම තොරතුරු සනාථ කරන ලදී. Ryugu උල්කාපාතයේ සාම්පල Hayabusa-2 ගවේෂණ යානය පෘථිවියට ලබා දෙන ලදී. සාම්පල සහිත කැප්සියුලය පෘථිවියට මුදා හැරීමෙන් පසු අභ්‍යවකාශ යානය සිය නව නව මෙහෙයුමක් කරා ගමන ආරම්භ කිරීමට පෘථිවිකක්ශයෙන් පිටත් විය.
ප්‍රාථමික ජලසම්භවය පිළිබඳ න්යාය
මෙම න්‍යායට අනුව, පෘථිවියේ ආරම්භයේ සිටම ජලය එහි පැවතුනි.
- පෘථිවිය සෑදීමේදී මූල ග්‍රහලෝක තැටියෙන් (Protoplanetary disk) හයිඩ්‍රජන් ග්‍රහණය කර ගන්නට ඇත. අධික උෂ්ණත්ව හා පීඩනයකදී හයිඩ්‍රජන් ඔක්සිජන් සමඟ එකතු වී ජලය බහුල ලෙස සෑදිය හැකි අතර 2024 අධ්‍යයනයකින් පෙනී යන්නේ මුල් සෞරග්‍රහ මණ්ඩලයේ ග්‍රහලෝකවල (ග්‍රහලෝකවල මූලික ගොඩනැගීමේ කොටස්) ඉහළ උෂ්ණත්වවලදී පවා ජලය රඳවා ගත හැකි බවයි.
නිගමනය
වර්තමානයේ විද්‍යාඥයන් එකඟ වන්නේ පෘථිවියේ ජලය, මෙම න්‍යයායන් වල සංකීර්ණ ඒකාබද්ධ සම්භවයක් ඇති බවයි. පෘථිවිය සෑදීමේදී සමහර ජලය පෘථිවිය තුළට "කාන්විත" (භූගත ජලය) වන්නට ඇතැයි විශ්වාස කෙරේ. නමුත් පෘථිවියේ ජලය සම්භවය පිළිබඳ ප්‍රශ්නය තවමත් විවෘතව පවතී.
නවීන පර්යේෂණ, ග්‍රහක සහ වල්ගාතරු අධ්‍යයනය කිරීම සඳහා පවතින මෙහෙයුම් මෙන්ම පෘථිවි පාෂාණ විශ්ලේෂණය කිරීමේ නව ක්‍රම, ඉදිරි වසරවලදී මෙම ක්ෂේත්‍රය තුළ තවත් බොහෝ රසවත් සොයාගැනීම් ගෙන එනු නොඅනුමානය.
