میگما دا سمندر ہائیڈروجن نوں پانی وچ کیویں بدل سکدا اے

اک دیو ہیکل ٹکر مگروں جوان دھرتی دا تصور کرو: پگھلی چٹان دا اک پوری دھرتی اُتے پھیلیا سمندر — اک میگما سمندر (magma ocean) — بہتی ہائیڈروجن نال بنے اک سنگھنے ہوا دے غلاف تھلے۔ ہائیڈروجن نوں اجیہے لوہے دے آکسائیڈ نال ملاؤ جیہدے کول ودھیک آکسیجن ہووے، تے ہائیڈروجن آکسیجن لے کے پانی بن جاندی اے۔ کیہ ایہہ پوری دھرتی دے پیمانے اُتے ہو سکدا سی، تے کِنی تیزی نال؟ انسٹیٹیوٹ آف سائنس ٹوکیو دے ارتھ-لائف سائنس انسٹیٹیوٹ (Earth-Life Science Institute) دے تاتسویا یوشیدا (Tatsuya Yoshida)، تے ہوکائیدو یونیورسٹی، توہوکو یونیورسٹی تے جاپان دے نیشنل انسٹیٹیوٹ آف انفارمیشن اینڈ کمیونیکیشنز ٹیکنالوجی دے ساتھیاں نے ایہہ پتہ لاؤن لئی اک ماڈل بنایا۔

ڈونگھائی وچ دو حصیاں وچ ونڈیا لوہا

اک ڈونگھے میگما سمندر وچ، تھلے والے مینٹل دے دباؤ اُتے، فیرس لوہا (FeO، ہر لوہے دے ایٹم لئی اک آکسیجن ایٹم) غیر متناسب ونڈ (disproportionate) ہو سکدا اے: ایہہ 3 FeO → 2 FeO₁.₅ + Fe مطابق دھاتی لوہے تے فیرک لوہے (FeO₁.₅، ہر لوہے دے ایٹم لئی ڈیڑھ آکسیجن ایٹم) وچ ونڈیا جاندا اے۔ دھات کور وچ ڈُب جاندی اے تے کنویکشن (convection) فیرک لوہے نوں کھلار دیندی اے، تے پچھلیاں کھوجاں مطابق پگھلے مادے نوں لگ بھگ اج دے مینٹل جِنا آکسیجن ملیا چھڈ دیندی اے۔ ایہہ اُتلی ہائیڈروجن نال کِنی تیزی نال ردعمل کرے گا، تے بدلے وچ ہوا دا غلاف میگما نال کیہ کرے گا؟ کئی پچھلے ماڈلاں نے مینٹل تے میگما نوں آکسیجن دا بے تھاہ ذخیرہ سمجھیا سی۔

اک کھل جو ڈُبدی رہندی اے

ماڈل پگھلے مادے وچ ہائیڈروجن دے رِسن، فیرک لوہے نال اوہدے ردعمل (H₂ + 2 FeO₁.₅ → H₂O + 2 FeO)، ہوا، میگما تے تھلے جمن والے ٹھوس مینٹل وچکار پانی تے آکسائیڈاں دی ونڈ، تے دھرتی دے ٹھنڈا ہون نوں جوڑدا اے۔ ہوا ہر پانی دے سالمے لئی لگ بھگ دس ہائیڈروجن سالمیاں نال شروع ہوندی اے۔ مقداراں N_TO وچ گِنیاں جاندیاں نیں: اک N_TO اونے ہائیڈروجن سالمے نیں جِنے اج دے سمندراں وچ پانی دے سالمے نیں۔ میگما تے ٹھوس مینٹل کِنی چنگی طرح رلدے نیں، ایہہ نہیں پتہ، ایس لئی ٹیم نے دو حداں چلائیاں: کھلا وٹاندرا (Case 1)، یا جمدیاں ہوئیاں مینٹل وچ پھسیا پگھلا مادہ (Case 2)۔

رکاوٹ میگما دا اُتلا حصہ اے۔ ہائیڈروجن پگھلی چٹان وچ بہت ای ہولی پھیلدی اے، ایس لئی اوہنوں سطح اُتے اک پتلی حدی تہہ (boundary layer) پار کرنی پیندی اے۔ ایہہ تہہ اک تھاں نہیں ٹِکدی: اُتوں ٹھنڈی ہو کے، ایہہ بھاری ہوندی جاندی اے جدوں تیکر ڈُب نہ جاوے تے تازہ پگھلا مادہ اوہدی تھاں نہ لے لوے۔ اک گرم، ڈونگھے میگما سمندر لئی — سطح دا درجہ حرارت 2,400 کیلون، تھلے 50 گیگا پاسکل دباؤ، ہر مربع میٹر توں 400 واٹ گرمی نکلدی — ایہہ لگ بھگ ہر 70 سیکنڈ بعد ہوندا اے۔

اوس ویلے وچ، ہائیڈروجن 19 ملی میٹر موٹی تہہ وچ اک ملی میٹر توں وی گھٹ اندر اپڑدی اے۔ پر لگاتار نویں ہوندی تہہ ہائیڈروجن دی ڈھلوان نوں تِکھا رکھدی اے، ایس لئی آمد اُچی رہندی اے: ہر ہزار سال وچ 0.1 N_TO توں ودھ، اوسطاً 0.35۔

ماڈل: ہائیڈروجن ہوا دے غلاف توں اک پتلی حدی تہہ وچ پھیلدی اے، فیرک لوہے نال ردعمل کر کے پانی بناؤندی اے، تے تہہ اُلٹ کے میگما سمندر وچ جا رلدی اے۔ ہور تھلے، لوہا فیرک لوہے تے دھات وچ ونڈیا جاندا اے۔ Case 1 تے 2 ایس گل وچ وکھرے نیں کہ میگما ٹھوس مینٹل نال مادے دا وٹاندرا کیویں کردا اے۔ — شکل 1، Yoshida et al. (2026)، arXiv:2610.38503۔

لگ بھگ دس ہزار سال

مُکھ مثال وچ — کُل 10 N_TO ہائیڈروجن تے پانی، میگما 50 گیگا پاسکل تیکر تھلے — فیرک لوہا خرچ ہو جاندا اے، پر لوہا میگما سمندر دی تہہ اُتے ونڈیندا رہندا اے تے اوہدی تھاں پوری کردا اے، ایس لئی پگھلا مادہ لگ بھگ اونا ای آکسیجن ملیا رہندا اے۔ سطح ہوا نال کیمیائی توازن اُتے اپڑ جاندی اے جدوں ہوا وچ لگ بھگ ہائیڈروجن جِنا ای پانی دا بھاپ ہو جاندا اے: لگ بھگ 0.01 ملین سال، یعنی 10,000 سال مگروں۔ اوس ویلے تیکر، ہائیڈروجن، ہوا تے میگما نوں رلا کے گِنیے تاں، لگ بھگ 5 N_TO توں ڈِگ کے 1 توں تھلے آ جاندی اے، تے پانی، جو بہتا پگھلے مادے وچ گُھلیا ہوندا اے، لگ بھگ دُگنا ہو جاندا اے۔ لکھاریاں نوں ایہہ رفتار اودوں ملدی اے جدوں میگما سمندر اینا ڈونگھا تے گرم ہووے کہ تھلے والے مینٹل تیکر اپڑے۔

فیر Case 1 وچ میگما سمندر لگ بھگ 2 ملین سالاں وچ جم جاندا اے، اک اجیہے ہوا دے غلاف تھلے جو کمبل وانگ کم کردا اے۔ پانی پگھلے مادے وچوں نکلدا اے جیویں جیویں ایہہ قلماں بندا اے: Case 1 وچ، اوہدا 80% توں ودھ ہوا وچ جا مُکدا اے۔

اُتے: ہوا دے غلاف وچ ہائیڈروجن (ہری) تے پانی دے بھاپ (نیلی) دا دباؤ۔ تھلے: کُل مقداراں، N_TO وچ۔ کھبے، Case 1؛ سجے، Case 2۔ 10⁻² ملین سال دے نیڑے، ہائیڈروجن ڈھیندی اے تے پانی ودھدا اے۔ — شکل 6 (خانے a–d)، Yoshida et al. (2026)، arXiv:2610.38503۔

ہوا الٹ دھکا دیندی اے

جیویں قلماں بندیاں نیں، اوہ فیرک لوہا نابرابر لیندیاں نیں۔ Case 1 وچ، ایہہ ٹھوس مینٹل نوں ترجیح دیندا اے تے پگھلا مادہ گھٹاؤن (reducing) ول جاندا؛ فیر میگما چھڈن والا پانی فیرس لوہے نال ردعمل کردا اے، تے ہوا میگما نوں آکسیجن دیندی اے۔ Case 2 وچ، فیرک لوہا پگھلے مادے وچ کٹھا ہو جاندا اے جدوں اُتلا مینٹل، یعنی مینٹل دا سب توں گھٹ ڈونگھا حصہ، جم جاندا اے؛ فیر ہائیڈروجن اوہنوں گھٹاؤندی اے۔ ہوا دا غلاف اک بفر (buffer) وانگ کم کردا اے، تے دوویں حالتاں موٹے طور تے ملدی جلدی ہوا نال مُکدیاں نیں۔ آکسیجن دا ایہہ حساب کتاب بند کرو، جیویں پچھلے ماڈلاں نے کیتا، تے اوہ بہت وکھرے ہو جاندے نیں۔

ڈونگھے سمندر، ودھ پانی

ساریاں چلائیاں وچ، میگما سمندر جِنا ڈونگھا، اونا ودھ پانی بناؤندا اے: ودھ دباؤ لوہے دی ونڈ نوں ترجیح دیندا اے۔ اوس ڈونگھائی دی حد لئی جو لوہے نوں پسند کرن والے عناصر دی دھات تے چٹان وچکار ونڈ توں کڈھی گئی اے — تھلے 28 توں 53 گیگا پاسکل — ہائیڈروجن دا 70% توں ودھ پانی بن جاندا اے۔ جے جوان دھرتی نے اونی ہائیڈروجن کٹھی کیتی جِنا پانی اج کور توں باہر ساری دھرتی رکھدی اے، یعنی 1 توں 10 N_TO، تے ایہہ کیمیا دھرتی دے پانی دے حساب نوں سمجھا سکدی اے، لکھاری لکھدے نیں۔

مریخ ایس رجحان وچ فِٹ بہندا اے۔ مریخ دا میگما سمندر، جے کوئی سی، تے گرہ دے کور توں ڈونگھا نہیں جا سکدا سی، یعنی 18 توں 19 گیگا پاسکل، تے فیر ماڈل دھرتی نالوں کِتے گھٹ آکسیجن ملیا مینٹل دیندا اے — جو مریخی شہابیاں (meteorites) نال میل کھاندا اے، جنہاں دی کیمیا اوس بِندو دے نیڑے اے جتھے دھاتی لوہا تے لوہے دا آکسائیڈ نال نال رہندے نیں۔

کیہ چیز تصویر بدل سکدی اے

ماڈل فرض کردا اے کہ لوہے دیاں بونداں فوراً کور وچ ڈِگ جاندیاں نیں؛ جے کنویکشن اوہناں نوں لٹکائی رکھے، تے اوہ سطح نوں گھٹاؤن والا چھڈ سکدیاں نیں تے پانی بنن نوں محدود کر سکدیاں نیں۔ اُچے دباؤ دے تجربے ایس گل اُتے متفق نہیں کہ کِنا فیرک لوہا بندا اے۔ پھیلاؤ دا ڈیٹا لگ بھگ 1,700 کیلون اُتے رُک جاندا اے تے ردعمل دی رفتار ٹھوس لوہے دے آکسائیڈاں توں لئی گئی اے، ایس لئی ہائیڈروجن دا جذب شاید گھٹ اندازہ کیتا گیا اے۔ تے ماڈل مینٹل نوں 0.06 توں 0.15 دے فیرک توں فیرس لوہے دے تناسب نال چھڈدا اے، جو اج دے 0.02 توں 0.06 توں اُتے اے: مگروں دے عمل، جیویں دھات نال بھرے مادے دی دیر نال آمد، نوں ایہنوں گھٹاؤنا پوے گا۔

اک اسمان جو ہائیڈروجن نال بھریا رہیا

جدوں میگما سمندر جم گیا، تے پانی دا بھاپ جم کے سطح اُتے اک سمندر بن جانا چاہیدا سی۔ بچی ہوئی ہائیڈروجن کاربن تے نائٹروجن دیاں گیساں نال ہوا وچ رہ جاندی؛ لکھاری صلاح دیندے نیں کہ ایہہ میتھین، امونیا، فیر اوہناں نامیاتی مرکبات (organic compounds) بناؤن وچ مدد کر سکدی سی جو شاید اوس پہلے سمندر وچ کٹھے ہوئے۔ ایس تصویر وچ، اوس سمندر دے پانی دا اک وڈا حصہ اسمان وچ ہائیڈروجن دے طور تے شروع ہویا، جیہنوں اک اجیہی کھل راہیں میگما وچ کھچیا گیا جو لگ بھگ ہر منٹ ڈُبدی تے اپنے آپ نوں نواں کردی سی۔