عنصر هیدروژن فراوانترین عنصر در جهان هستیست. هیدروژن سادهترین عنصر و یکی از سادهترین مولکولهاییست که ما میشناسیم و بخش بزرگی از تمامی این ستارههای زندهای که میشناسیم، از هیدروژن ساخته شده است. این مولکول ساده از نخستین مولکولهاییست که در جهان هستی تشکیل شده است. ما حتی وقتی به کهکشانهایی که با فاصلهی کمی بعد از بیگ بنگ ایجاد شدهاند نگاه میکنیم نیز هیدروژن را آنجا میبینیم. ما حتی وقتی به اتمسفر بعضی از سیارات مثل مشتری هم نگاه میکنیم، وفور هیدروژن در آن را مشاهده میکنیم. هیدروژن فراوانترین عنصر است که تقریباً ۷۳ تا ۷۵ درصد جرم مادهی معمولی جهان و حدود ۹۰ درصد کل اتمها در کیهان را تشکیل میدهد. این عنصر که تنها چند دقیقه پس از انفجار بزرگ تشکیل شد، همچنان سوخت اصلی ستارگان و جزء غالب گاز میانستارهای است. اما ما وقتی به سیارهی خودمان زمین نگاه میکنیم، میبینیم که درصد بسیار ناچیزی از اتمسفر زمین را هیدروژن تشکیل داده است.
اما چرا؟ چرا مثلاً در سیارهی مشتری در همین نزدیکی خودمان، هیدروژن تا به این حد زیاد و فراوان است، ولی در سیارهی ما هیدروژن اینقدر نایاب است؟ آیا ما تافتهی جدا بافته هستیم؟ یا کسی میخواسته که زمین هیدروژن نداشته باشد تا ما موجودات زنده فرصت حیات پیدا کنیم؟ راستش را بخواهید سیارهی ما هم زمانی هیدروژن زیادی در اتمسفر خود داشته است و شواهد متعددی این موضوع را نشان میدهد. حالا سوال بعدی پیش میآید که پس آن هیدروژنها کجا رفتهاند و چه بلایی سرشان آمده است؟ شاید فکر کنید که آنها در واکنش با اکسیژن تبدیل به آب شدهاند، اما میزان هیدروژنی که از اتمسفر زمین خارج شده، خیلی بیشتر از این حرفهاست. شاید اگر بادکنکهای هلیومی که در جشن تولدها استفاده میشود را تصور کنید، جواب این سؤال را بیابید. بادکنکهای هلیومی از این بابت که هلیوم یک عنصر سبک است و دانسیتهی پایینی نسبت به مولکولهای موجود در هوا دارد، در اثر نیروی شناوری به سمت بالا حرکت میکند. به همین خاطر اگر شما با دهانتان بادکنک را باد کنید، بادکنک بالا نمیرود و پایین میآید. اما بادکنک پرشده با گاز هلیوم، خیلی راحت بالا میرود و بالا هم میایستد.
در مورد هیدروژن نیز تا حدی همین مسئله برقرار است. هیدروژن یک عنصر بسیار سبک است که تنها یک پروتون در هستهی خود دارد. پس برای پایین نگه داشتن آن نیاز به یک نیروی زیاد مثل یک گرانش قوی داریم. اما زمین گرانش چندان عظیمی ندارد و هیدروژن بهراحتی تا لایههای بالایی اتمسفر بالا میرود. از طرف دیگر، لایههای بالایی اتمسفر زمین دمای بالایی دارد و کافیست یک مولکول پرانرژیتر و سنگینتر با این مولکولهای هیدروژن برخورد کند تا آنها بتوانند از اتمسفر زمین فرار کنند و این دقیقاً اتفاقی است که برای هیدروژنهای اتمسفر زمین افتاده است. بخش عمدهی هیدروژن اتمسفر زمین از آن خارج شده است و گازهای سنگینتر مانند دی اکسید کربن و متان باقی ماندهاند. و حالا این گازها با ایجاد اثر گلخانهای به زمین شانس شکلگیری حیات را داده است. اما در سیارهی مشتری، به خاطر گرانش بسیار بالای آن، این اتمهای هیدروژن تقریباً هیچوقت شانس این را نداشتهاند که از اتمسفر آن بگریزند. به همین خاطر نیز، از زمان تولد سیارهی مشتری تاکنون، این سیاره تقریباً تمام هیدروژن خود را حفظ کرده است.
– ابا اباد