Voda na Zemlji: ali je res prišla iz vesoljskega prahu?

vesoljski prah | eTurboNews | eTN
Vesoljski prah prinaša vodo na Zemljo

Mednarodna skupina znanstvenikov je morda rešila ključno skrivnost o izvoru vode na Zemlji, potem ko je odkrila nove prepričljive dokaze, ki kažejo na malo verjetnega krivca – Sonce.

V novem prispevku, objavljenem danes v reviji Astronomija narave, skupina raziskovalcev iz Združenega kraljestva, Avstralije in Amerike opisuje, kako nova analiza starodavnega asteroida kaže, da so nezemeljska prašna zrna prenašala vodo na Zemljo, ko se je planet oblikoval.

Vodo v zrnju so proizvedli preperevanje prostora, proces, s katerim so nabiti delci iz Sonca, znani kot sončni veter, spremenili kemično sestavo zrn, da bi proizvedli molekule vode. 

Ugotovitev bi lahko odgovorila na dolgoletno vprašanje, kje je nenavadno z vodo bogata Zemlja dobila oceane, ki pokrivajo 70 odstotkov njene površine – veliko več kot kateri koli drug kamniti planet v našem Osončju. Prav tako bi lahko pomagalo prihodnjim vesoljskim misijam pri iskanju virov vode na brezzračnih svetovih.

Planetarni znanstveniki se desetletja sprašujejo o izvoru zemeljskih oceanov. Ena teorija kaže, da bi lahko prinesla ena vrsta vesoljske kamnine, ki nosi vodo, znana kot asteroidi tipa C vode na planet v zadnji fazi svojega nastanka pred 4.6 milijarde let.  

Da bi preizkusili to teorijo, so znanstveniki predhodno analizirali izotopski "prstni odtis" kosov asteroidov tipa C, ki so padli na Zemljo kot z vodo bogati ogljikovi hondritni meteoriti. Če bi se razmerje med vodikom in devterijem v meteoritski vodi ujemalo z razmerjem v kopenski vodi, bi znanstveniki lahko sklepali, da so bili meteoriti tipa C verjetni vir.

Rezultati niso bili tako jasni. Medtem ko so se prstni odtisi nekaterih meteoritov, bogatih z vodo, z devterijem/vodikom res ujemali z zemeljsko vodo, se mnogi ne. V povprečju se tekoči prstni odtisi teh meteoritov niso ujemali z vodo, ki jo najdemo v Zemljinem plašču in oceanih. Namesto tega ima Zemlja drugačen, nekoliko lažji izotopski prstni odtis. 

Z drugimi besedami, medtem ko je moralo nekaj zemeljske vode izvirati iz meteoritov tipa C, je morala nastajajoča Zemlja prejeti vodo iz vsaj še enega vira izotopske svetlobe, ki izvira nekje drugje v Osončju. 

Ekipa, ki jo vodi Univerza v Glasgowu, je uporabila najsodobnejši analitični postopek, imenovan tomografijo z atomsko sondo, za pregled vzorcev iz drugačne vrste vesoljske kamnine, znane kot asteroid tipa S, ki kroži bližje soncu kot tipi C. Vzorci, ki so jih analizirali, so prišli z asteroida z imenom Itokawa, ki ga je zbrala japonska vesoljska sonda Hayabusa in se vrnila na Zemljo leta 2010.

Tomografija z atomsko sondo je ekipi omogočila merjenje atomske strukture zrn enega atoma naenkrat in odkrivanje posameznih molekul vode. Njihove ugotovitve kažejo, da je znatna količina vode nastala tik pod površino zrn v velikosti prahu iz Itokawe z vesoljskim vremenom. 

Zgodnji sončni sistem je bil zelo prašen kraj, ki je zagotavljal veliko možnosti za proizvodnjo vode pod površino vesoljskih prašnih delcev. Ta prah, bogat z vodo, predlagajo raziskovalci, bi deževal na zgodnjo Zemljo poleg asteroidov tipa C kot del dostave zemeljskih oceanov.

Dr Luke Daly s Šole za geografske in zemeljske znanosti Univerze v Glasgowu je glavni avtor prispevka. Dr Daly je dejal: »Sončni vetrovi so tokovi večinoma vodikovih in helijevih ionov, ki nenehno tečejo iz Sonca v vesolje. Ko ti vodikovi ioni zadenejo brezzračno površino, kot je asteroid ali vesoljski prašni delci, prodrejo nekaj deset nanometrov pod površino, kjer lahko vplivajo na kemično sestavo kamnine. Sčasoma lahko učinek "vesoljske preperevanja" vodikovih ionov izloči dovolj atomov kisika iz materialov v kamnini, da ustvari H2O – voda – ujeta v mineralih na asteroidu.

"Bistveno je, da je ta voda iz sončnega vetra, ki jo je proizvedel zgodnji sončni sistem, izotopsko lahka. To močno nakazuje, da bi lahko drobnozrnat prah, ki ga je sončni veter udaril in ga pred milijardami let povlekel v nastajajočo Zemljo, lahko vir manjkajočega rezervoarja vode planeta.

Profesor Phil Bland, ugledni profesor John Curtin na Šoli za zemeljske in planetarne znanosti na Univerzi Curtin in soavtor prispevka, je dejal: "Atomska sondna tomografija nam omogoča neverjetno podroben pogled znotraj prvih 50 nanometrov ali več površine. prašnih zrn na Itokawi, ki kroži okoli sonca v 18-mesečnih ciklih. Omogočil nam je, da smo videli, da je ta del roba, ki je bil oblečen v vesolje, vseboval dovolj vode, da bi, če bi ga povečali, znašal približno 20 litrov na vsak kubični meter kamnine.

Soavtorica prof. Michelle Thompson z Oddelka za zemeljske, atmosferske in planetarne znanosti na univerzi Purdue je dodala: »To je vrsta meritev, ki preprosto ne bi bila možna brez te izjemne tehnologije. Omogoča nam izjemen vpogled v to, kako bi nam lahko drobni prašni delci, ki plavajo v vesolju, pomagali uravnotežiti knjige o izotopski sestavi zemeljske vode in nam dali nove namige, ki bodo pomagali rešiti skrivnost njenega izvora.

Raziskovalci so zelo pazili, da so bili rezultati njihovega testiranja točni in so izvedli dodatne poskuse z drugimi viri, da bi preverili svoje rezultate.

Dr Daly je dodal: »Sistem za tomografijo z atomsko sondo na univerzi Curtin je svetovnega razreda, vendar ga nikoli ni bil v resnici vajen za analizo vodika, kot smo jo tukaj izvajali. Želeli smo biti prepričani, da so rezultati, ki smo jih videli, točni. Naše predhodne rezultate sem predstavil na konferenci o lunarnih in planetarnih znanostih leta 2018 in vprašal, ali bi nam kateri od prisotnih kolegov pomagal potrditi naše ugotovitve z lastnimi vzorci. Na naše veselje so sodelavci iz vesoljskega centra NASA Johnson in Univerze Hawai'i na univerzah Mānoa, Purdue, Virginia in Northern Arizona, nacionalni laboratoriji Idaho in Sandia ponudili pomoč. Dali so nam vzorce podobnih mineralov, obsevanih s helijem in devterijem namesto z vodikom, in iz rezultatov atomske sonde teh materialov je hitro postalo jasno, da je to, kar smo videli v Itokawi, nezemeljskega izvora.

»Kolegi, ki so ponudili svojo podporo tej raziskavi, so res sanjska ekipa za vesoljske vremenske vplive, zato smo zelo navdušeni nad dokazi, ki smo jih zbrali. To bi lahko odprlo vrata za veliko boljše razumevanje, kako je izgledal zgodnji Osončje in kako so nastali Zemlja in njeni oceani.

Profesor John Bradley z univerze Hawai'i v Mānoi v Honoluluju, soavtor prispevka, je dodal: Še pred desetletjem se je zamisel, da je obsevanje sončnega vetra pomembno za izvor vode v sončnem sistemu. , veliko manj pomembna za zemeljske oceane, bi bila pozdravljena s skepticizmom. Tako, da prvič pokaže, da nastaja voda in-situ na površini asteroida naša študija temelji na kopičenju dokazov, da interakcija sončnega vetra s prašnimi zrnci, bogatimi s kisikom, dejansko proizvaja vodo. 

"Ker je bil prah, ki je bil v izobilju po sončni meglici pred začetkom planetezimalne akrecije, neizogibno obsevan, je voda, ki nastane s tem mehanizmom, neposredno pomembna za izvor vode v planetarnih sistemih in morda izotopsko sestavo zemeljskih oceanov."

Njihove ocene o tem, koliko vode bi lahko vsebovale površine, ki so izpostavljene vesolju, kažejo tudi na način, kako bi bodoči raziskovalci vesolja lahko proizvajali zaloge vode tudi na najbolj navidez sušnih planetih. 

Soavtor, profesor Hope Ishii z Univerze Hawai'i v Mānoi, je dejal: »Eden od problemov prihodnjega raziskovanja človeškega vesolja je, kako bodo astronavti našli dovolj vode, da bodo preživeli in opravili svoje naloge, ne da bi jo nosili s seboj na potovanju. . 

"Menimo, da je smiselno domnevati, da se bo isti proces vesoljskega preperevanja, ki je ustvaril vodo na Itokawi, v takšni ali drugačni meri zgodil na številnih brezzračnih svetovih, kot sta Luna ali asteroid Vesta. To bi lahko pomenilo, da bi vesoljski raziskovalci morda lahko obdelali sveže zaloge vode naravnost iz prahu na površini planeta. Razburljivo je misliti, da bi procesi, ki so oblikovali planete, lahko pomagali podpirati človeško življenje, ko segamo onkraj Zemlje. 

Dr Daly je dodal: »Nasin projekt Artemis namerava vzpostaviti stalno bazo na Luni. Če ima lunino površje podoben vodni rezervoar, ki ga izvira iz sončnega vetra, ki ga je ta raziskava odkrila na Itokawi, bi to predstavljalo ogromen in dragocen vir za pomoč pri doseganju tega cilja.

Članek ekipe z naslovom 'Prispevek sončnega vetra k zemeljskim oceanom' je objavljen v Astronomija narave. 

Raziskovalci z Univerze v Glasgowu, Univerze Curtin, Univerze v Sydneyju, Univerze v Oxfordu, Univerze Hawai'i v Mānoi, Prirodoslovnega muzeja, Nacionalnega laboratorija Idha, Lockheed Martina, Nacionalnega laboratorija Sandia, NASA Johnson Space Center, Univerza v Virginiji, Univerza Severne Arizone in Univerza Purdue so prispevali k prispevku. 

O avtorju

Avatar Linde S. Hohnholz

Linda S. Hohnholz

Linda Hohnholz je bila urednica za eTurboNews že vrsto let. Zadolžena je za vse premium vsebine in sporočila za javnost.

Prijavi se
Obvestite
gost
0 Komentarji
Vgrajene povratne informacije
Oglejte si vse komentarje
0
Prosim, prosim, komentirajte.x
Delite z ...