Iš kur atsirado visas mūsų vanduo? Kas gali atrodyti kaip paprastas klausimas, iššūkis ir suintrigavo planetų mokslininkus dešimtmečiais. Kometos 67P / Churyumov-Gerasimenko vanduo nėra panašus į Žemės vandenį.
Kadangi ankstyvoje formavimosi žemėje buvo ypač karšta, mokslininkai mano, kad originalus žemės vanduo turėjo būti virinamas tokiu būdu, kaip iš virimo virdulio. Vyraujančios teorijos vėliau svarstė du šaltinius pristatymas vandens į žemės paviršių, kai tik sąlygos atvėso. Viena jų yra kometos, kita - asteroidai. Be abejo, iš abiejų šaltinių pateko šiek tiek vandens, tačiau kilo klausimas, kuris iš jų yra pagrindinis.
Yra dvi Saulės sistemos sritys, kuriose kometos susiformavo maždaug prieš 4,6 milijardo metų. Vienas iš jų yra Oorto debesis, esantis toli už Plutono. Viskas rodo, kad „Comet 67P“ ištakos yra kita kometų gimtinė - Kuiperio juosta Neptūno ir Plutono regione. „Rosetta“ rezultatai paneigia Kuiperio juostos kometas kaip žemės vandens šaltinį. Ankstesni Oorto debesų kometų, tokių kaip Hyakutake ir Hale-Bopp, stebėjimai parodė, kad jie taip pat neturi į Žemę panašaus vandens. Taigi planetų mokslininkai turi persvarstyti savo modelius, suteikdami svorį kitam galimam šaltiniui - asteroidams.
Žemės vandens šaltinio klausimas buvo išspręstas naudojant žemės įrankius ir kelis zondus, kurie susitiko su kometomis. 1986 m. Pirmasis kometos skraidymas - „Oetos“ debesų kometa „Comet 1P / Halley“ - atskleidė, kad jos vanduo nebuvo panašus į žemėje esantį vandenį. Vanduo iš šių kometų - Halio ir dabar 67P - skiriasi nuo Žemės, palyginti su dviejų tipų vandenilio atomų, sudarančių vandens molekulę, santykiu.
Spektrometrų matavimai parodė, kiek deuterio - sunkesnės vandenilio atomo formos - egzistavo, palyginti su labiausiai paplitusiu vandenilio tipu šiose kometose. Šis santykis, žymimas D / H, yra maždaug 1 iš 6000 Žemės vandenyno vandenyje. Didelės daugumos kometų nuotoliniai ar in situ matavimai nustatė didesnį santykį, kuris nepatvirtina tvirtinimo, kad kometos tiekė vandenį į ankstyvąjį Žemės paviršių, bent jau jo nedaug.
Neseniai kometos „Hartley 2“ (103P / Hartley) stebėjimai „Hershel“ kosminiu teleskopu sukėlė diskusiją dėl Žemės vandens šaltinio. Spektriniai kometos šviesos matavimai atskleidė D / H santykį, kaip ir Žemės vanduo. Tačiau dabar Heršelio stebėjimas tapo labiau išimtimi dėl naujausių „Rosetta“ matavimų.
Nauji 67P matavimai buvo atlikti „Rosetta“ laive esančio dvigubo fokusavimo masės spektrometru (DFMS). Skirtingai nuo nuotolinių stebėjimų naudojant ne tokią tikslią šviesą, „Rosetta“ galėjo tiksliai išmatuoti deuterio ir bendro vandenilio, supančio kometą, kiekius. Tuomet mokslininkai galėjo tiesiog nustatyti santykį. Rezultatai skelbiami K. Altwegg ir kt. Publikacijoje „67P / Churyumov-Gerasimenko, Jupiterio šeimos kometa su dideliu D / H santykiu“, paskelbtame 2014 m. Gruodžio 10 d. Numeryje. Mokslas.
ROSINA prietaiso stebėjimai nustatė santykį 5,3 ± 0,7 × 10-4, kuris yra maždaug 3 kartus didesnis už D / H santykį žemės vandenyje. Šie rezultatai neatmeta kometų kaip sausumos vandens šaltinio, tačiau jie nukreipia mokslininkus į svarbiausią šaltinį asteroidus. Nors asteroidų, palyginti su kometomis, vandens kiekis yra daug mažesnis, asteroidų ir jų mažesnių variantų, meteoroidų, yra daug daugiau nei kometų. Kiekvienas meteoras / krintanti žvaigždė, kurią matome degančią mūsų atmosferoje, į Žemę tiekia daugybę junginių, įskaitant vandenį. Anksčiau meteoroidų ir asteroidų puolimas, paveikęs Žemę, buvo kur kas didesnis. Taigi nedidelis vandens kiekis, kurį prideda kiekvienas, galėtų prilygti tam, kas dabar yra vandenynuose, ežeruose, upeliuose ir netgi mūsų kūnuose.
Nuorodos:
Vandens D / H santykis žemėje, matuojamas DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko, Jupiterių šeimos kometa, turinti aukštą D / H santykį
„Rosetta“ kurstė diskusijas apie žemės vandens kilmę
Asteroidų kilmė ir jų indėlis į sausumos planetų nepastovius aprašus
Naujausias „Space Magazine“ straipsnis:
Koks žemės procentas yra vanduo?
