Από πού προήλθε όλο το νερό μας; Αυτό που μπορεί να φαίνεται σαν μια απλή ερώτηση έχει προκαλέσει και ενθουσιάζει τους πλανητικούς επιστήμονες για δεκαετίες. Το νερό του κομήτη 67P / Churyumov-Gerasimenko δεν μοιάζει με το νερό της Γης.
Επειδή η Γη ήταν πολύ καυτή στις αρχές του σχηματισμού της, οι επιστήμονες πιστεύουν ότι το αρχικό νερό της Γης έπρεπε να είχε βράσει έτσι από ένα βραστήρα. Οι επικρατούσες θεωρίες έχουν εξετάσει δύο πηγές αργότερα διανομή νερού στην επιφάνεια της Γης όταν οι συνθήκες είχαν κρυώσει. Ο ένας είναι κομήτες και ο άλλος είναι αστεροειδείς. Σίγουρα λίγο νερό έφτασε και από τις δύο πηγές, αλλά το ερώτημα ήταν ποια είναι η κυρίαρχη πηγή.
Υπάρχουν δύο περιοχές του Ηλιακού μας Συστήματος, όπου οι κομήτες σχηματίστηκαν περίπου 4,6 δισεκατομμύρια χρόνια πριν. Το ένα είναι το σύννεφο Oort πολύ πιο πέρα από τον Πλούτωνα. Όλα δείχνουν ότι η προέλευση του κομήτη 67P είναι η άλλη γενέτειρα των κομητών - η ζώνη Kuiper στην περιοχή του Ποσειδώνα και του Πλούτωνα. Τα αποτελέσματα της Rosetta αποκλείουν τους κομήτες Kuiper Belt ως πηγή νερού της Γης. Προηγούμενες παρατηρήσεις κομητών cloud Oort, όπως το Hyakutake και το Hale-Bopp, έχουν δείξει ότι επίσης δεν έχουν νερό σαν τη Γη. Έτσι, οι πλανητικοί επιστήμονες πρέπει να επανεξετάσουν τα μοντέλα τους με το βάρος να δίνεται στην άλλη πιθανή πηγή - τους αστεροειδείς.
Το ζήτημα της πηγής του νερού της Γης έχει αντιμετωπιστεί από όργανα που βασίζονται στη Γη και από διάφορους ανιχνευτές που συναντώνται με κομήτες. Το 1986, το πρώτο flyby ενός κομήτη - ο κομήτης 1P / Halley, ένας κομήτης cloud Oort - αποκάλυψε ότι το νερό του δεν ήταν σαν το νερό στη Γη. Πώς διαφέρει το νερό από αυτούς τους κομήτες –Η Χάλεϊ και τώρα το 67Ρ– από τη Γη είναι ο λόγος των δύο τύπων ατόμων υδρογόνου που αποτελούν το μόριο του νερού.
Μετρήσεις με φασματογράφοι αποκάλυψαν πόσο υπήρχε το δευτέριο - μια βαρύτερη μορφή του ατόμου υδρογόνου σε σχέση με τον πιο κοινό τύπο υδρογόνου σε αυτούς τους κομήτες. Αυτή η αναλογία, που ορίζεται ως D / H, είναι περίπου 1 στα 6000 στα ωκεάνια νερά της Γης. Για τη συντριπτική πλειονότητα των κομητών, οι απομακρυσμένες ή επιτόπιες μετρήσεις έχουν βρει μια αναλογία υψηλότερη που δεν υποστηρίζει τον ισχυρισμό ότι οι κομήτες έδωσαν νερό στην πρώιμη επιφάνεια της Γης, τουλάχιστον όχι μεγάλο μέρος του.
Πιο πρόσφατα, οι παρατηρήσεις του διαστημικού τηλεσκοπίου Hershel του κομήτη Hartley 2 (103P / Hartley) προκάλεσαν αναταραχή στη συζήτηση για την πηγή του νερού της Γης. Οι φασματικές μετρήσεις του φωτός του κομήτη αποκάλυψαν αναλογία D / H όπως το νερό της Γης. Αλλά τώρα η παρατήρηση Hershel έχει γίνει περισσότερο εξαίρεση λόγω των τελευταίων μετρήσεων της Rosetta.
Οι νέες μετρήσεις του 67P έγιναν από το ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) στο Rosetta. Σε αντίθεση με τις απομακρυσμένες παρατηρήσεις που χρησιμοποιούν λιγότερο ακριβές φως, η Rosetta μπόρεσε να μετρήσει με ακρίβεια τις ποσότητες του δευτερίου και του κοινού υδρογόνου που περιβάλλουν τον κομήτη. Οι επιστήμονες θα μπορούσαν τότε απλώς να καθορίσουν μια αναλογία. Τα αποτελέσματα αναφέρονται στην εφημερίδα «67P / Churyumov-Gerasimenko, ένας οικογενειακός κομήτης Δία με υψηλή αναλογία D / H» από τους K. Altwegg, et al., Που δημοσιεύθηκε στο τεύχος 10 Δεκεμβρίου 2014 Επιστήμη.
Οι παρατηρήσεις του οργάνου ROSINA καθόρισαν λόγο 5,3 ± 0,7 × 10-4, που είναι περίπου 3 φορές η αναλογία D / H για το νερό της Γης. Αυτά τα αποτελέσματα δεν αποκλείουν τους κομήτες ως πηγή χερσαίου νερού, αλλά ανακατευθύνουν τους επιστήμονες για να θεωρήσουν τους αστεροειδείς ως κυρίαρχη πηγή. Ενώ οι αστεροειδείς έχουν πολύ χαμηλότερη περιεκτικότητα σε νερό σε σύγκριση με τους κομήτες, οι αστεροειδείς και οι μικρότερες εκδόσεις τους, τα μετεωροειδή, είναι πιο πολυάριθμες από τους κομήτες. Κάθε μετεωρίτης / αστέρι που βλέπουμε να καίγεται στην ατμόσφαιρά μας παραδίδει στη Γη μυριάδες ενώσεις, συμπεριλαμβανομένου του νερού. Νωρίς, η επίθεση μετεωροειδών και αστεροειδών που έπληξαν τη Γη ήταν πολύ μεγαλύτερη. Κατά συνέπεια, οι μικρές ποσότητες νερού που προστίθενται από το καθένα θα μπορούσαν να προσθέσουν έως όσα βρίσκονται τώρα στους ωκεανούς, τις λίμνες, τα ρυάκια, ακόμη και τα σώματά μας.
Βιβλιογραφικές αναφορές:
Αναλογία D / H νερού στη Γη μετρούμενη με DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko, ένας οικογενειακός κομήτης Δία με υψηλή αναλογία D / H
Η Rosetta τροφοδοτεί τη συζήτηση για την προέλευση του νερού της Γης
Οι Προβολές των Αστεροειδών και οι Συμβολές τους στα Πτητικά Αποθέματα των Χερσαίων Πλανητών
Πρόσφατο άρθρο σχετικό με το περιοδικό Space:
Ποιο ποσοστό γης είναι το νερό;
