Voda na Zemi: Opravdu pochází z vesmírného prachu?

vesmírný prach | eTurboNews | eTN
Vesmírný prach přináší na Zemi vodu
Avatar Lindy S. Hohnholzové

Mezinárodní tým vědců mohl vyřešit klíčovou záhadu o původu vody na Zemi poté, co odhalil nové přesvědčivé důkazy ukazující na nepravděpodobného viníka – Slunce.

V novém článku zveřejněném dnes v časopise přírodní astronomie, tým výzkumníků z Velké Británie, Austrálie a Ameriky popisuje, jak nová analýza starověkého asteroidu naznačuje, že mimozemská prachová zrna nesla vodu na Zemi, když se planeta formovala.

Voda v zrnech byla produkována o zvětrávání vesmíru, proces, při kterém nabité částice ze Slunce známé jako sluneční vítr změnily chemické složení zrn za vzniku molekul vody. 

Tento objev by mohl odpovědět na dlouhodobou otázku, odkud Země neobvykle bohatá na vodu vzala oceány, které pokrývají 70 procent jejího povrchu – mnohem více než kterákoli jiná kamenná planeta v naší sluneční soustavě. Mohlo by to také pomoci budoucím vesmírným misím najít zdroje vody na světech bez vzduchu.

Planetologové si po desetiletí lámali hlavu nad zdrojem pozemských oceánů. Jedna teorie naznačuje, že mohl přinést jeden typ vesmírné horniny nesoucí vodu, známé jako asteroidy typu C vody na planetu v závěrečných fázích svého vzniku před 4.6 miliardami let.  

Aby tuto teorii ověřili, vědci již dříve analyzovali izotopový „otisk“ kusů asteroidů typu C, které dopadly na Zemi jako uhlíkaté chondritové meteority bohaté na vodu. Pokud by poměr vodíku a deuteria ve vodě meteoritu odpovídal poměru pozemské vody, mohli by vědci dojít k závěru, že pravděpodobným zdrojem byly meteority typu C.

Výsledky nebyly tak jednoznačné. Zatímco otisky deuteriových/vodíkových otisků některých meteoritů bohatých na vodu skutečně odpovídaly pozemské vodě, mnohé ne. V průměru se tekuté otisky těchto meteoritů neshodovaly s vodou v zemském plášti a oceánech. Místo toho má Země jiný, o něco světlejší izotopový otisk prstu. 

Jinými slovy, zatímco část pozemské vody musela pocházet z meteoritů typu C, formující se Země musela přijmout vodu z alespoň jednoho dalšího izotopově světelného zdroje, který pocházel někde jinde ve Sluneční soustavě. 

Tým vedený University of Glasgow použil špičkový analytický proces zvaný atomová sondová tomografie ke zkoumání vzorků z jiného typu vesmírné horniny známého jako asteroid typu S, který obíhá blíže ke Slunci než typy C. Vzorky, které analyzovali, pocházely z asteroidu zvaného Itokawa, který shromáždila japonská vesmírná sonda Hayabusa a vrátila se na Zemi v roce 2010.

Atomová sondová tomografie umožnila týmu měřit atomovou strukturu zrn jeden atom po druhém a detekovat jednotlivé molekuly vody. Jejich zjištění ukazují, že značné množství vody bylo vyprodukováno těsně pod povrchem prachových zrn z Itokawy vesmírným zvětráváním. 

Raná sluneční soustava byla velmi prašné místo, které poskytovalo velkou příležitost k produkci vody pod povrchem vesmírných prachových částic. Tento na vodu bohatý prach, jak vědci předpokládají, by pršel na ranou Zemi spolu s asteroidy typu C jako součást dodávky pozemských oceánů.

Dr. Luke Daly z University of Glasgow's School of Geographic and Earth Sciences je hlavním autorem článku. Dr Daly řekl: „Sluneční větry jsou proudy převážně vodíkových a heliových iontů, které neustále proudí ze Slunce do vesmíru. Když tyto vodíkové ionty narazí na povrch bez vzduchu, jako je asteroid nebo vesmírná prachová částice, proniknou několik desítek nanometrů pod povrch, kde mohou ovlivnit chemické složení horniny. V průběhu času může efekt „vesmírného zvětrávání“ vodíkových iontů vytlačit dostatek atomů kyslíku z materiálů v hornině k vytvoření H2O – voda – zachycená v minerálech na asteroidu.

„Rozhodující je, že tato voda pocházející ze slunečního větru produkovaná ranou sluneční soustavou je izotopicky lehká. To silně naznačuje, že jemnozrnný prach, narážený slunečním větrem a vtahovaný do formující se Země před miliardami let, by mohl být zdrojem chybějícího rezervoáru vody na planetě.“

Prof. Phil Bland, významný profesor Johna Curtina na School of Earth and Planetary Sciences na Curtin University a spoluautor článku řekl: „Atomová sondová tomografie nám umožňuje neuvěřitelně podrobně nahlédnout do prvních 50 nanometrů povrchu. prachových zrn na Itokawě, která obíhá kolem Slunce v 18měsíčních cyklech. Umožnilo nám to vidět, že tento úlomek vesmírem zvětralého okraje obsahuje dostatek vody, že kdybychom to zvětšili, činilo by to asi 20 litrů na každý krychlový metr skály.

Spoluautorka prof. Michelle Thompsonová z katedry věd o Zemi, atmosféře a planetách na Purdue University dodala: „Je to druh měření, který by bez této pozoruhodné technologie prostě nebyl možný. Poskytuje nám mimořádný pohled na to, jak drobné prachové částice plovoucí ve vesmíru nám mohou pomoci vyvážit knihy o izotopovém složení zemské vody a poskytnout nám nová vodítka, která pomohou vyřešit záhadu jejího původu.“

Vědci věnovali velkou pozornost tomu, aby zajistili, že výsledky jejich testování byly přesné, a provedli další experimenty s jinými zdroji, aby ověřili jejich výsledky.

Dr Daly dodal: „Systém atomové sondové tomografie na Curtinově univerzitě je na světové úrovni, ale nikdy nebyl ve skutečnosti zvyklý na analýzu vodíku, kterou jsme zde prováděli. Chtěli jsme si být jisti, že výsledky, které jsme viděli, byly přesné. Prezentoval jsem naše předběžné výsledky na konferenci Lunar and Planetary Science v roce 2018 a zeptal jsem se, zda by nám někteří z přítomných kolegů pomohli ověřit naše zjištění pomocí jejich vlastních vzorků. K naší radosti nabídli pomoc kolegové z NASA Johnson Space Center a University of Hawai'i v Mānoa, Purdue, Virginia a Northern Arizona University, národní laboratoře Idaho a Sandia. Dali nám vzorky podobných minerálů ozářených heliem a deuteriem místo vodíku a z výsledků atomových sond těchto materiálů bylo rychle jasné, že to, co jsme viděli v Itokawě, bylo mimozemského původu.

„Kolegové, kteří nabídli svou podporu tomuto výzkumu, skutečně představují tým snů pro vesmírné zvětrávání, takže jsme velmi nadšeni důkazy, které jsme shromáždili. Mohlo by to otevřít dveře k mnohem lepšímu pochopení toho, jak vypadala raná sluneční soustava a jak se utvářela Země a její oceány.

Profesor John Bradley z University of Hawai'i v Mānoa, Honolulu, spoluautor článku, dodal: Ještě před deseti lety byla představa, že ozáření slunečním větrem je relevantní pro původ vody ve sluneční soustavě. , mnohem méně relevantní pro pozemské oceány, by bylo přivítáno skepticky. Tím, že poprvé ukáže, že se vyrábí voda in situ na povrchu asteroidu naše studie staví na hromadícím se množství důkazů, že interakce slunečního větru s prachovými zrnky bohatými na kyslík skutečně produkuje vodu. 

"Protože prach, který byl hojný v celé sluneční mlhovině před začátkem planetesimální akrece, byl nevyhnutelně ozářen, voda produkovaná tímto mechanismem je přímo relevantní pro původ vody v planetárních systémech a možná i pro izotopové složení pozemských oceánů."

Jejich odhady, kolik vody by mohlo být obsaženo v površích zvětralých vesmírem, také naznačují způsob, jakým by budoucí vesmírní průzkumníci mohli vyrábět zásoby vody i na těch zdánlivě suchých planetách. 

Spoluautorka profesorky Hope Ishii z University of Hawai'i v Mānoa řekla: „Jedním z problémů budoucího průzkumu lidského vesmíru je, jak astronauti najdou dostatek vody, aby je udrželi naživu a splnili své úkoly, aniž by ji s sebou na cestu nosili. . 

"Myslíme si, že je rozumné předpokládat, že ke stejnému procesu zvětrávání vesmíru, který vytvořil vodu na Itokawě, došlo v té či oné míře na mnoha světech bez vzduchu, jako je Měsíc nebo asteroid Vesta." To by mohlo znamenat, že vesmírní průzkumníci mohou být schopni zpracovat čerstvé zásoby vody přímo z prachu na povrchu planety. Je vzrušující myslet si, že procesy, které vytvořily planety, by mohly pomoci podpořit lidský život, když se dostaneme za hranice Země.“ 

Dr Daly dodal: „Projekt NASA Artemis má za cíl vytvořit stálou základnu na Měsíci. Pokud má měsíční povrch podobnou zásobárnu vody, která pochází ze slunečního větru, který tento výzkum objevil na Itokawě, představovalo by to obrovský a cenný zdroj, který by pomohl dosáhnout tohoto cíle.“

Dokument týmu s názvem „Příspěvek slunečního větru k oceánům Země“ je publikován v Astronomie přírody. 

Výzkumníci z University of Glasgow, Curtin University, University of Sydney, University of Oxford, University of Hawai'i at Mānoa, Natural History Museum, Idha National Laboratory, Lockheed Martin, Sandia National Laboratories, NASA Johnson Space Center, University of Virginia, Northern Arizona University a Purdue University všechny přispěly k článku. 

O autorovi

Avatar Lindy S. Hohnholzové

Linda S.Hohnholz

Linda Hohnholz byla editorkou pro eTurboNews po mnoho let. Má na starosti veškerý prémiový obsah a tiskové zprávy.

PŘIHLÁSIT SE K ODBĚRU
Upozornit na
host
0 Komentáře
Vložené zpětné vazby
Zobrazit všechny komentáře
0
Líbilo by se vám vaše myšlenky, prosím komentář.x
Sdílet s...