מדינה | אזור חינוך חֲדָשׁוֹת תיירות חדשות חוטי טיולים ארה"ב

מים על כדור הארץ: האם הם באמת הגיעו מאבק חלל?

אבק חלל מביא מים לכדור הארץ
נכתב על ידי לינדה ס. הונהולץ

צוות בינלאומי של מדענים אולי פתר תעלומה מרכזית לגבי מקורות המים על פני כדור הארץ, לאחר שחשף ראיות חדשות משכנעות המצביעות על אשם לא סביר - השמש.

במאמר חדש שפורסם היום בכתב העת אסטרונומיה של הטבע, צוות חוקרים מבריטניה, אוסטרליה ואמריקה מתאר כיצד ניתוח חדש של אסטרואיד עתיק מצביע על כך שגרגרי אבק מחוץ לכדור הארץ נשאו מים לכדור הארץ עם היווצרות כוכב הלכת.

המים בגרגרים הופקו על ידי בליה בחלל, תהליך שבאמצעותו חלקיקים טעונים מהשמש הידועים כרוח סולארית שינו את ההרכב הכימי של הדגנים כדי לייצר מולקולות מים. 

הממצא יכול לענות על השאלה ארוכת השנים של היכן קיבל כדור הארץ העשיר בצורה יוצאת דופן את האוקיינוסים המכסים 70 אחוז משטחו - הרבה יותר מכל כוכב לכת סלעי אחר במערכת השמש שלנו. זה גם יכול לעזור למשימות חלל עתידיות למצוא מקורות מים בעולמות חסרי אוויר.

מדענים פלנטריים תמהו במשך עשרות שנים לגבי מקור האוקיינוסים של כדור הארץ. תיאוריה אחת מציעה שסוג אחד של סלע חלל נושא מים המכונה אסטרואידים מסוג C יכול היה להביא מים לכוכב הלכת בשלבים האחרונים של היווצרותו לפני 4.6 מיליארד שנים.  

כדי לבדוק את התיאוריה הזו, מדענים ניתחו בעבר את 'טביעת האצבע' האיזוטופית של גושי אסטרואידים מסוג C שנפלו לכדור הארץ כמטאוריטים כונדריט פחמני עשיר במים. אם היחס בין מימן ודוטריום במי המטאוריט היה תואם לזה של מים יבשתיים, מדענים יכולים להסיק שמטאוריטים מסוג C היו המקור הסביר.

התוצאות לא היו כל כך ברורות. בעוד שטביעות אצבעות של מטאוריטים עשירים במים של דוטריום/מימן אכן התאימו למים של כדור הארץ, רבים לא. בממוצע, טביעות האצבע הנוזליות של המטאוריטים הללו לא עמדו בקנה אחד עם המים שנמצאו במעטפת כדור הארץ ובאוקיינוסים. במקום זאת, לכדור הארץ יש טביעת אצבע איזוטופית שונה, מעט קלה יותר. 

במילים אחרות, בעוד שחלק מהמים של כדור הארץ בוודאי הגיעו ממטאוריטים מסוג C, כדור הארץ הנוצר חייב לקבל מים לפחות ממקור אור איזוטופי אחד נוסף שמקורו במקום אחר במערכת השמש. 

הצוות בראשות אוניברסיטת גלזגו השתמש בתהליך אנליטי חדשני שנקרא טומוגרפיה של בדיקה אטומית כדי לבחון דגימות מסוג אחר של סלע חלל המכונה אסטרואיד מסוג S, המקיף קרוב יותר לשמש מאשר מסוג C. הדגימות שניתחו הגיעו מאסטרואיד בשם איטוקאווה, שנאספו על ידי גשושית החלל היפנית Hayabusa וחזרו לכדור הארץ ב-2010.

טומוגרפיה של בדיקת אטום אפשרה לצוות למדוד את המבנה האטומי של הגרגרים אטום אחד בכל פעם ולזהות מולקולות מים בודדות. הממצאים שלהם מוכיחים שכמות משמעותית של מים הופקה ממש מתחת לפני השטח של גרגירים בגודל אבק מאיטוקאווה על ידי בליה בחלל. 

מערכת השמש המוקדמת הייתה מקום מאובק מאוד, וסיפקה הזדמנויות רבות להפקת מים מתחת לפני השטח של חלקיקי אבק הנישאים בחלל. אבק עשיר במים זה, מציעים החוקרים, היה מוריד על כדור הארץ המוקדם לצד אסטרואידים מסוג C כחלק מהמשלוח של האוקיינוסים של כדור הארץ.

ד"ר לוק דאלי, מבית הספר למדעי גיאוגרפיה וכדור הארץ של אוניברסיטת גלזגו, הוא המחבר הראשי של המאמר. ד"ר דאלי אמר: "רוחות השמש הן זרמים של בעיקר יוני מימן והליום הזורמים ללא הרף מהשמש החוצה לחלל. כאשר יוני המימן הללו פוגעים במשטח חסר אוויר כמו אסטרואיד או חלקיק אבק הנישא בחלל, הם חודרים כמה עשרות ננומטרים מתחת לפני השטח, שם הם יכולים להשפיע על ההרכב הכימי של הסלע. עם הזמן, השפעת 'בליית החלל' של יוני המימן יכולה לפלוט מספיק אטומי חמצן מחומרים בסלע כדי ליצור H2O - מים - לכודים בתוך מינרלים על האסטרואיד.

"באופן מכריע, המים שמקורם ברוח השמש שהופקו על ידי מערכת השמש המוקדמת הם קלים מבחינה איזוטופית. זה מצביע מאוד על כך שאבק דק, שנפגע על ידי רוח השמש ונמשך לכדור הארץ המתהווה לפני מיליארדי שנים, יכול להיות מקור המאגר החסר של המים של כוכב הלכת."

פרופ' פיל בלנד, פרופסור מכובד של ג'ון קרטין בבית הספר למדעי כדור הארץ וכוכבי הלכת באוניברסיטת קרטין ומחבר שותף של המאמר אמר "טומוגרפיית בדיקה של האטום מאפשרת לנו להסתכל בצורה מפורטת להפליא בתוך כ-50 ננומטרים הראשונים של פני השטח. של גרגרי אבק באיטוקאווה, המקיף את השמש במחזוריות של 18 חודשים. זה אפשר לנו לראות ששבר זה של שפה שעברה חלל מכיל מספיק מים שאם נגדיל אותו, יסתכם בכ-20 ליטר לכל מטר מעוקב של סלע".

מחבר שותף פרופ' מישל תומפסון מהמחלקה למדעי כדור הארץ, האטמוספירה והכוכב לכת באוניברסיטת פרדו הוסיפה: "זה סוג המדידה שפשוט לא היה אפשרי ללא הטכנולוגיה המדהימה הזו. זה נותן לנו תובנה יוצאת דופן לגבי האופן שבו חלקיקי אבק זעירים הצפים בחלל עשויים לעזור לנו לאזן את הספרים על ההרכב האיזוטופי של המים של כדור הארץ, ולתת לנו רמזים חדשים שיעזרו לפתור את תעלומת מקורותיו."

החוקרים דאגו מאוד לוודא שתוצאות הבדיקה שלהם היו מדויקות, וביצעו ניסויים נוספים עם מקורות אחרים כדי לאמת את תוצאותיהם.

ד"ר דאלי הוסיף: "מערכת הטומוגרפיה של בדיקת האטום באוניברסיטת קרטין היא ברמה עולמית, אבל מעולם לא הייתה רגילה אליה לסוג הניתוח של מימן שעשינו כאן. רצינו להיות בטוחים שהתוצאות שראינו מדויקות. הצגתי את התוצאות הראשוניות שלנו בוועידת מדעי הירח והכוכבים ב-2018, ושאלתי אם עמיתים מהנוכחים יעזרו לנו לאמת את הממצאים שלנו עם דוגמאות משלהם. לשמחתנו, עמיתים במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ובאוניברסיטת הוואי באוניברסיטאות מנואה, פרדו, וירג'יניה וצפון אריזונה, המעבדות הלאומיות של איידהו וסנדיה הציעו לעזור. הם נתנו לנו דגימות של מינרלים דומים שהוקרנו בהליום ודוטריום במקום במימן, ומתוצאות בדיקת אטום של החומרים הללו התברר מהר מאוד שמה שראינו באיטוקאווה הוא חוץ-ארצי במקורו.

"הקולגות שהציעו את תמיכתם במחקר הזה באמת מסתכמים בצוות חלומות לבליה בחלל, אז אנחנו מאוד נרגשים מהעדויות שאספנו. זה יכול לפתוח את הדלת להבנה הרבה יותר טובה של איך נראתה מערכת השמש המוקדמת וכיצד נוצרו כדור הארץ והאוקיינוסים שלו".

פרופסור ג'ון בראדלי, מאוניברסיטת הוואי במנואה, הונולולו, מחבר שותף של המאמר, הוסיף: לאחרונה כמו לפני עשור, הרעיון שקרינת רוח השמש רלוונטית למקור המים במערכת השמש. , הרבה פחות רלוונטי לאוקיאנוסים של כדור הארץ, היה מתקבל בספקנות. על ידי מראה בפעם הראשונה שמייצרים מים in-situ על פני השטח של אסטרואיד, המחקר שלנו מתבסס על גוף הראיות המצטבר לכך שהאינטראקציה של רוח השמש עם גרגרי אבק עשירים בחמצן אכן מייצרת מים. 

"מכיוון שאבק שהיה בשפע בכל ערפילית השמש לפני תחילת ההצטברות הפלנטסימלית הוקרן בהכרח, המים המופקים במנגנון זה רלוונטיים ישירות למקור המים במערכות פלנטריות ואולי להרכב האיזוטופי של האוקיינוסים של כדור הארץ."

ההערכות שלהם לגבי כמה מים עשויים להיות מוכלים במשטחים שעברו מזג אוויר בחלל, מציעות גם דרך שחקרי חלל עתידיים יוכלו לייצר אספקה ​​של מים אפילו על כוכבי הלכת הצחיחים ביותר לכאורה. 

מחברת שותפה פרופסור הופ אישי מאוניברסיטת הוואי במנואה אמרה: "אחת הבעיות של חקר החלל האנושי העתידי היא כיצד אסטרונאוטים ימצאו מספיק מים כדי לשמור אותם בחיים ולבצע את משימותיהם מבלי לשאת אותם איתם במסעם. . 

"אנחנו חושבים שזה סביר להניח שאותו תהליך בליה בחלל שיצר את המים באיטוקאווה התרחש במידה כזו או אחרת בעולמות חסרי אוויר רבים כמו הירח או האסטרואיד וסטה. משמעות הדבר עשויה להיות שחוקרי חלל עשויים בהחלט לעבד אספקה ​​טרייה של מים ישר מהאבק על פני כדור הארץ. זה מרגש לחשוב שהתהליכים שיצרו את כוכבי הלכת יכולים לעזור לתמוך בחיי אדם כשאנחנו מגיעים אל מעבר לכדור הארץ". 

ד"ר דאלי הוסיף: "פרויקט ארטמיס של נאס"א יוצא להקים בסיס קבוע על הירח. אם לפני הירח יש מאגר מים דומה שמקורו ברוח השמש שהמחקר הזה חשף באיטוקאווה, זה יהווה משאב עצום ובעל ערך כדי לסייע בהשגת מטרה זו."

המאמר של הצוות, שכותרתו "תרומה של רוח השמש לאוקיאנוסים של כדור הארץ", מתפרסם ב טבע אסטרונומיה. 

חוקרים מאוניברסיטת גלזגו, אוניברסיטת קרטין, אוניברסיטת סידני, אוניברסיטת אוקספורד, אוניברסיטת הוואי במנואה, המוזיאון לתולדות הטבע, המעבדה הלאומית אידה, לוקהיד מרטין, המעבדות הלאומיות של סנדיה, מרכז החלל ג'ונסון של נאס"א, אוניברסיטת וירג'יניה, אוניברסיטת צפון אריזונה ואוניברסיטת פרדו תרמו כולם למאמר. 

חדשות קשורות

על הסופר

לינדה ס. הונהולץ

לינדה הוהנהולץ הייתה העורכת הראשית של eTurboNews במשך שנים רבות.
היא אוהבת לכתוב ושמה לב לפרטים.
היא גם אחראית על כל תוכן הפרמיה והודעות לעיתונות.

הירשם
הודע על
אורח
0 תגובות
משוב משוב
הצג את כל ההערות
0
אשמח למחשבות שלך, אנא הגיב.x
שתף עם...