A folyóiratban ma megjelent új cikkben Természet csillagászat, az Egyesült Királyságból, Ausztráliából és Amerikából érkezett kutatócsoport leírja, hogy egy ősi aszteroida új elemzése azt sugallja, hogy földönkívüli porszemek szállították a vizet a Földre, amikor a bolygó kialakult.
A szemekben lévő vizet a időjárási viszonyok, egy folyamat, amelynek során a Napból származó töltött részecskék, amelyeket napszélnek neveznek, megváltoztatták a szemcsék kémiai összetételét, hogy vízmolekulákat hozzanak létre.
A lelet választ adhat arra a régóta fennálló kérdésre, hogy a szokatlanul vízben gazdag Földnek hol találhatóak az óceánok, amelyek felszínének 70 százalékát borítják – sokkal többet, mint Naprendszerünk bármely más sziklás bolygója. Ezenkívül segíthet a jövőbeli űrmisszióknak vízforrások megtalálásában a levegőtlen világokon.
A bolygókutatók évtizedek óta fejetlenkednek a Föld óceánjainak forrása miatt. Az egyik elmélet azt sugallja, hogy a C-típusú aszteroidáknak nevezett vízszállító űrkőzet egy fajtája hozhatott volna létre vizet a bolygóra kialakulásának végső szakaszában 4.6 milliárd évvel ezelőtt.
Ennek az elméletnek a tesztelésére a tudósok korábban elemezték a C-típusú aszteroidák darabjainak izotóp „ujjlenyomatát”, amelyek vízben gazdag széntartalmú kondrit meteoritként hullottak a Földre. Ha a hidrogén és a deutérium aránya a meteoritvízben megegyezik a szárazföldi víz arányával, a tudósok arra a következtetésre juthatnak, hogy a C-típusú meteoritok voltak a valószínű források.
Az eredmények nem voltak egészen egyértelműek. Míg néhány vízben gazdag meteorit deutérium/hidrogén ujjlenyomata valóban megegyezett a Föld vizével, sok esetben nem. Átlagosan ezeknek a meteoritoknak a folyékony ujjlenyomatai nem egyeztek a Föld köpenyében és az óceánokban található vízzel. Ehelyett a Földnek más, valamivel világosabb izotópos ujjlenyomata van.
Más szavakkal, míg a Föld vizének egy része biztosan C-típusú meteoritokból származott, a kialakuló Földnek legalább egy további izotópos fényforrásból kell vizet kapott, amely valahonnan a Naprendszerben keletkezett.
A Glasgow-i Egyetem vezette csapata az atomszondás tomográfia nevű legkorszerűbb analitikai eljárást használta az S-típusú aszteroidaként ismert, másfajta űrkőzet mintáinak alapos vizsgálatára, amelyek közelebb keringenek a Naphoz, mint a C-típusúak. Az általuk elemzett minták az Itokawa nevű aszteroidáról származtak, amelyeket a Hayabusa japán űrszonda gyűjtött össze, és 2010-ben tért vissza a Földre.
Az atomszondás tomográfia lehetővé tette a csapat számára, hogy atomonként megmérjék a szemcsék atomi szerkezetét, és detektálják az egyes vízmolekulákat. Eredményeik azt mutatják, hogy jelentős mennyiségű víz keletkezett közvetlenül az Itokawából származó porméretű szemcsék felszíne alatt az űrben bekövetkező időjárás hatására.
A korai Naprendszer nagyon poros hely volt, és nagy lehetőséget biztosított a víz előállítására az űrben szálló porszemcsék felszíne alatt. A kutatók szerint ez a vízben gazdag por a C-típusú aszteroidák mellett zúdult volna a korai Földre a Föld óceánjainak szállítása során.
Dr. Luke Daly, a Glasgow-i Egyetem Földrajzi és Földtudományi Karának munkatársa a cikk vezető szerzője. Dr. Daly elmondta: „A napszelek többnyire hidrogén- és héliumionok áramlásai, amelyek folyamatosan áramlanak ki a Napból az űrbe. Amikor ezek a hidrogénionok levegőtlen felületet érnek, például egy aszteroidát vagy egy űrben szálló porszemcsét, néhány tíz nanométerrel a felszín alá hatolnak, ahol befolyásolhatják a kőzet kémiai összetételét. Idővel a hidrogénionok „űrmálló hatása” elegendő oxigénatomot lökhet ki a kőzetben lévő anyagokból ahhoz, hogy H képződjön.2O – víz – az ásványokban rekedt az aszteroidán.
„Létfontosságú, hogy ez a napszélből származó víz, amelyet a korai naprendszer termelt, izotóposan könnyű. Ez határozottan azt sugallja, hogy a napszél által felvert és évmilliárdokkal ezelőtt a formálódó Földbe beszippantott finomszemcsés por lehet a bolygó hiányzó víztározójának forrása.
Phil Bland professzor, a Curtin Egyetem Föld- és Bolygótudományi Karának kiváló John Curtin professzora és a tanulmány társszerzője elmondta: „Az atomszondás tomográfia segítségével hihetetlenül részletes betekintést nyerhetünk a felszín körülbelül első 50 nanométerébe. porszemcsék az Itokawán, amely 18 hónapos ciklusokban kering a Nap körül. Láthattuk, hogy ez az űrben elviselt peremtöredék annyi vizet tartalmaz, hogy ha felnagyítjuk, akkor minden köbméter kőzet körülbelül 20 litert jelentene.
Prof. Michelle Thompson, a Purdue Egyetem Föld-, Légkör- és Bolygótudományi Tanszékének társszerzője hozzátette: „Ez az a fajta mérés, amely egyszerűen nem jöhetett volna létre e figyelemre méltó technológia nélkül. Rendkívüli betekintést ad abba, hogy az űrben lebegő apró porszemcsék hogyan segíthetnek egyensúlyt teremteni a Föld vizének izotóp-összetételéről szóló könyvek között, és új támpontokat ad, amelyek segítenek megfejteni eredetének rejtélyét.”
A kutatók nagy gondot fordítottak arra, hogy teszteléseik eredményei pontosak legyenek, és további kísérleteket végeztek más forrásokkal, hogy ellenőrizzék eredményeiket.
Dr. Daly hozzátette: „A Curtin Egyetem atomszondás tomográfiai rendszere világszínvonalú, de valójában soha nem volt hozzászokva a hidrogén olyan elemzéséhez, amelyet itt végeztünk. Biztosak akartunk lenni abban, hogy az általunk látott eredmények pontosak. Előzetes eredményeinket a 2018-as Hold- és Bolygótudományi Konferencián mutattam be, és megkérdeztem, hogy a jelenlévő kollégák segítenének-e, hogy saját mintáikkal validáljuk eredményeinket. Örömünkre a NASA Johnson Űrközpont és a Hawaii Egyetem munkatársai (Mānoa, Purdue, Virginia és Northern Arizona Egyetemek, Idaho és Sandia nemzeti laboratóriumok) mind felajánlották segítségüket. Adtak nekünk mintákat hasonló ásványokból, amelyeket hidrogén helyett héliummal és deutériummal sugároztak be, és ezeknek az anyagoknak az atomszonda eredményeiből gyorsan kiderült, hogy amit Itokawában látunk, az földönkívüli eredetű.
„Azok a kollégák, akik felajánlották a támogatásukat ebben a kutatásban, valóban egy álomcsapatnak számítanak a világűr időjárásával kapcsolatban, ezért nagyon izgatottak vagyunk az összegyűjtött bizonyítékok miatt. Ez megnyithatja az ajtót a korai Naprendszer kinézetének és a Föld és óceánjainak kialakulásának sokkal jobb megértéséhez.
John Bradley professzor, a Mānoa-i Hawaii Egyetem (Honolulu) munkatársa, a cikk társszerzője hozzátette: Még egy évtizeddel ezelőtt az az elképzelés, hogy a napszél besugárzása lényeges a naprendszerben lévő víz eredete szempontjából. , sokkal kevésbé releváns a Föld óceánjai számára, szkepticizmussal fogadták volna. Első alkalommal megmutatva, hogy víz keletkezik in situ egy aszteroida felszínén tanulmányunk arra a felgyülemlett bizonyítékra épít, hogy a napszél és az oxigénben gazdag porszemcsék kölcsönhatása valóban vizet termel.
"Mivel a por, amely bőségesen előfordult a napködben a planetezimális akkréció kezdete előtt, elkerülhetetlenül besugárzott, az e mechanizmus által termelt víz közvetlenül kapcsolódik a bolygórendszerek vízének eredetéhez, és valószínűleg a Föld óceánjainak izotópösszetételéhez is."
Becsléseik arra vonatkozóan, hogy mennyi vizet tartalmazhatnak az űrben sújtott felületek, azt is sugallják, hogy a jövő űrkutatói még a legszárazabbnak tűnő bolygókon is vízkészletet termelhetnek.
Hope Ishii, a Mānoa-i Hawaii Egyetem professzora, társszerző elmondta: „A jövőbeli emberi űrkutatás egyik problémája az, hogy az űrhajósok hogyan találnak elegendő vizet ahhoz, hogy életben tartsák őket és elvégezzék feladataikat anélkül, hogy magukkal vinnék az útjukra. .
„Úgy gondoljuk, ésszerű azt feltételezni, hogy ugyanaz az űrmállási folyamat, amely az Itokawán a vizet létrehozta, bizonyos mértékben megtörtént sok levegőtlen világon, például a Holdon vagy a Vesta aszteroidán. Ez azt jelentheti, hogy az űrkutatók képesek lehetnek a friss vízkészletek feldolgozására közvetlenül a bolygó felszínén lévő porból. Izgalmas arra gondolni, hogy a bolygókat létrehozó folyamatok hozzájárulhatnak az emberi élet fenntartásához, miközben elérjük a Földet.”
Dr. Daly hozzátette: „A NASA Artemis projektje egy állandó bázis létrehozását tűzte ki célul a Holdon. Ha a Hold felszínén van egy hasonló, a napszélből származó víztározó, amelyet ez a kutatás az Itokawán tárt fel, az óriási és értékes erőforrást jelentene e cél elérésében.
A csapat "Solar Wind Contribution's to the Earth's Oceans" című tanulmánya a következő évben jelenik meg. Természetcsillagászat.
A Glasgow-i Egyetem, a Curtin Egyetem, a Sydney-i Egyetem, az Oxfordi Egyetem, a Mānoai Hawaii Egyetem, a Természettudományi Múzeum, az Idha Nemzeti Laboratórium, a Lockheed Martin, a Sandia National Laboratories, a NASA Johnson Űrközpont kutatói, a Virginia Egyetem, az Észak-Arizonai Egyetem és a Purdue Egyetem egyaránt hozzájárult a lap elkészítéséhez.
