Anonim

Rosetta vrhá světlo na původ zemských oceánů

Prostor

David Szondy

12. prosince 2014

5 obrázků

Nejnovější poznatky naznačují, že voda země nemohla pocházet z komet (obrázek ESA / Rosetta / NAVCAM)

Oceány jsou tajemstvím víc než jedním, ale nemusíte očekávat, že odpovědi pocházejí z balíčku elektroniky a komety. Ale to říká Evropská kosmická agentura (ESA) o bezpilotní sondě Rosetta obíhající kometu 67P / Churyumov-Gerasimenko. Ačkoli 67P dělá svou první návštěvu vnitřní solární soustavy a nebude se přiblížit k Zemi než stovky milionů kilometrů, vrhá nové světlo do jedné ze základních otázek v historii Země: Kde se oceány pocházejí?

Podle současných teorií se Země formovala jako disk prachu a plynu, který obklopoval prapůvodní Slunce, splynulo na planety. Voda z oceánů mohla přijít z toho, ale formování novorozené Země před 4, 6 miliardami let zanechala žhavou roztavenou hmotu, která by odváděla jakoukoli vodu do vesmíru, než by kůra měla dokonce šanci na formování. A přesto jsou dnes tři čtvrtiny Země pokryté vodou. Takže, jaký byl zdroj?

Jedna myšlenka je, že voda pochází z komet. Je to logický zdroj. Komety jsou "špinavé sněhové koule", které se skládají převážně z ledu, takže trvalý déšť z nich během rané historie Země, kdy byla planeta bombardována předměty z vesmíru, mohla být původem oceánů. Důkaz však vyžaduje víc než věrohodnost; potřebuje důkaz.

Abychom zjistili, zda by komety mohly být zdrojem zemské vody, vědci se obrátili na izotopickou analýzu. Voda je tvořena atomem kyslíku a dvěma atomy vodíku a atomy vodíku jsou vyrobeny z protonu a elektronu. Nicméně, pokud atom vodíku má také neutron v jádru, stává se izotopem vodíku nazývaným deuterium.

Co je to chytré, je to, že poměr mezi normálními atomy vodíku a deutherem není pevný. Závisí to na původu atomů a podle poměrů jednoho zdroje k jinému, vědci mohou odvodit, kde pravděpodobně pochází voda v nějaké konkrétní části Sluneční soustavy, protože poměr se změní dále od Slunce, které dostanete. To znamená, že voda, která pochází z pásu asteroidu mezi Marsem a Jupiterem, se bude lišit od té, která pochází z Kuiperova pásu za Plutonem, což se bude lišit od oblaku Oortu na okraji systému.

To je místo, kde Rosetta přijde. Mezi sadu nástrojů nesených orbiterem je Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis (ROSINA), což je dvojice hmotnostních spektrometrů a tlakový senzor používaný k určení chemického složení komety 67P komátem, teplotou a rychlostí molekul plynu a v neposlední řadě poměrem různých izotopů - včetně vodíku.

Podle astronomů je kometa 67P fosilní z prvních dnů sluneční soustavy, protože pochází z oblaku Oortu, který zůstal neměnný po celé miliardy let. Tyto ledové úlomky se vznášejí ve vesmíru, dokud neproniknou hvězda nebo jiný masivní objekt a posílá je, aby se vrhli k Slunci. Jak to dělají, někteří jsou zachyceni gravitačním tahounem Jupitera a vrhli se do nových oběžných drah. V případě 67P se nyní houpá kolem Slunce v elipsovité oběžné dráze s dobou 6, 5 roku, která se blíží Slunci než bod mezi Zemí a Marsem, než se vydá zpět za Jupiterem.

Co to všechno znamená, že 67P je tvořen velmi starou vodou a jestliže komety jsou zdrojem zemských oceánů, poměry izotopů by měly odpovídat rozumnému stupni. Nicméně, oni ne. ESA říká, že 67P potvrzuje měření z dalších 11 komet, které byly studovány - z nichž všechny s výjimkou jednoho ukázaly velmi odlišné poměry deuteria / vodíku od poměru Země. A mimozemská kometa, nazývaná kometa Hartleyová 2, je kometa Jupiterovy rodiny, která má jiný původ než v oblaku Oortu.

Poměry deuteria k vodíku ve sluneční soustavě (obrázek: ESA / Altweg)

ESA říká, že poměr deuteria a vodíku na Zemi je 1, 56 × 10 -4, zatímco poměr 67P je 5, 3 x 10-4 . To činí poměr 67P 's třikrát vyšší než poměr zemských oceánů a je vyšší než jakýkoliv jiný měřený komet Oortu, který byl doposud změřen.

Na druhou stranu meteority, které pocházejí z pásu Asteroid, vykazují těsné spojení se Zemí, a proto vědci ESA věří, že i když v asteroidu neexistuje tolik vody než v kometách, první je pravděpodobnějším zdrojem Země je moře kvůli masivnímu bombardování v průběhu několika miliónů let. To také naznačuje, že Jupiter Family komety mohou mít také nějaké překvapení.

"Toto překvapivé zjištění by mohlo naznačovat různorodý původ komet Jupiterovy rodiny - snad se tvořily v širším rozmezí vzdáleností v mladé sluneční soustavě, než jsme si mysleli dříve", říká Kathrin Altwegg, hlavní řešitel pro ROSINU. "Náš nález také vylučuje myšlenku, že komety Jupiter Family obsahují pouze vodu podobnou oceánu, a přidávají váhu modelům, které kladou větší důraz na asteroidy jako hlavní mechanismus dodávání oceánů Země."

Výsledky týmu týmu Rosetta byly publikovány ve vědě .

Zdroj: ESA

Nejnovější poznatky naznačují, že voda země nemohla pocházet z komet (obrázek ESA / Rosetta / NAVCAM)

Poměry deuteria k vodíku ve sluneční soustavě (obrázek: ESA / Altweg)

První měření kometního vodního poměru (obrázek:: ESA / ATG medialab)

Kuiperový pás a Oortový oblak v kontextu (obrázek: ESA)

Diagram Rosetty (obrázek: ESA)

Doporučená Redakce Choice