Mistä kaikki vettä tuli? Se, mikä saattaa tuntua yksinkertaiselta kysymykseltä, on haastanut ja kiehtonut planeettatutkijoita vuosikymmenien ajan. Komeetan 67P / Churyumov-Gerasimenko vesi ei muistuta maan vettä.
Koska maa oli muodostumisensa aikana erittäin kuuma, tutkijoiden mielestä maapallon alkuperäisen veden olisi pitänyt kiehua pois kiehuvasta vedenkeittimestä. Vallitsevia teorioita on tarkasteltu kahdesta lähteestä myöhemmin toimitus vettä maan pinnalle, kun olosuhteet olivat jäähtyneet. Yksi on komeettoja ja toinen on asteroideja. Varmasti jotain vettä saapui molemmista lähteistä, mutta kysymys on ollut, mikä on pääasiallinen lähde.
Aurinkokunnassamme on kaksi aluetta, joilla komeetat muodostuivat noin 4,6 miljardia vuotta sitten. Yksi niistä on Oort-pilvi, joka on kaukana Pluton takana. Kaikki viittaa siihen, että Comet 67P: n lähtökohtana on komeettojen toinen syntymäpaikka - Kuiperin vyö Neptunuksen ja Pluton alueella. Rosettan tulokset sulkevat Kuiper Belt -komeetit maapallon veden lähteeksi. Aiemmat havainnot Oort-pilvikomeetoista, kuten Hyakutake ja Hale-Bopp, ovat osoittaneet, että myös heillä ei ole maapallomaista vettä. Joten planeetta-tutkijoiden on harkittava mallejaan painottamalla toista mahdollista lähdettä - asteroideja.
Maan veden lähteestä on käsitelty maapallolla toimivia välineitä ja useita koettimia, jotka tapaavat komeettojen kanssa. Vuonna 1986 komeetan ensimmäinen lentosuunta - Komeetta 1P / Halley, Oort-pilvikomeetta - paljasti, että sen vesi ei ollut kuin maapallon vesi. Kuinka vesi näistä komeetoista - Halleyn ja nyt 67P - eroaa maapallosta, on suhteessa kahteen tyyppiseen vetyatomiin, jotka muodostavat vesimolekyylin.
Spektrometrien mittaukset paljastivat, kuinka paljon Deuteriumia - vetyatomin raskaampaa muotoa - oli verrattuna näiden komeetojen yleisimpiin vetytyyppeihin. Tämä suhde, nimeltään D / H, on noin yksi 6000: sta maan merivedessä. Suurimmalle osalle komeeteista etämittauksissa tai in situ -mittauksissa on löydetty korkeampi suhde, joka ei tue väitettä, että komeetat toimittivat vettä varhaiseen maanpintaan, ainakaan ei paljon siitä.
Viimeksi Komeetan Hartley 2: n (103P / Hartley) Hershel-avaruusteskoopin havainnot aiheuttivat hämmennystä keskustelussa maapallon veden lähteestä. Komeetan valon spektrimittaukset paljastivat D / H-suhteen aivan kuten maan vedessä. Mutta nyt Hershelin havainnosta on tullut enemmän poikkeusta Rosetta'n viimeisimpien mittausten takia.
Uudet 67P: n mittaukset tehtiin Rosetta-aluksella sijaitsevalla ROSINA Double Focusing Mass -spektrometrillä (DFMS). Toisin kuin etähavainnot, joissa käytetään vähemmän tarkkaa valoa, Rosetta pystyi mittaamaan komeetta ympäröivän deuteriumin ja tavallisen vedyn määrät tarkasti. Tutkijat voisivat sitten vain määrittää suhteen. Tulokset on esitetty K. Altwegg et al. -Lehdessä ”67P / Churyumov-Gerasimenko, Jupiter-perheen komeetta, jolla on korkea D / H-suhde”, julkaistu 10. joulukuuta 2014 julkaisussa tiede.
ROSINA-instrumentin havainnot määrittivät suhteen 5,3 ± 0,7 x 10-4, joka on noin 3 kertaa maan veden D / H-suhde. Nämä tulokset eivät sulje pois komeettoja maanpäällisen veden lähteenä, mutta ne ohjaavat tiedemiehiä pitämään asteroideja pääasiallisena lähteenä. Asteroidien vesipitoisuus on paljon alhaisempi kuin komeettojen, mutta asteroidit ja niiden pienemmät versiot, meteoroidit, ovat enemmän kuin komeettoja. Jokainen meteoriitti / putoava tähti, jonka näemme palavan ilmakehässämme, toimittaa lukemattomia yhdisteitä, mukaan lukien vesi, maan päälle. Varhaisessa vaiheessa meteoroidien ja asteroidien hyökkäys maahan oli huomattavasti suurempi. Tämän seurauksena kunkin toimittamat pienet vesimäärät voisivat täydentää sitä, mikä valtamereissä, järvissä, puroissa ja jopa ruumiissamme on.
Viitteet:
Maan veden D / H-suhde mitattu DFMS: llä
67P / Churyumov-Gerasimenko, Jupiter-perheen komeetta, jolla on korkea D / H-suhde
Rosetta polttaa keskustelua maapallon veden alkuperästä
Asteroidien lähteet ja heidän osuutensa maapallon planeettojen haihtuvaan inventointiin
Viimeisin Space Magazine -artikkeli:
Mikä prosenttiosuus maapallosta on vettä?
