W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Astronomy, zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Australii i Ameryki pokazuje, że za pochodzeniem ziemskiej wody stoi pył, który opadał na młodą Ziemię podczas jej formowania.
Planetolodzy od dziesięcioleci zastanawiają się nad źródłem ziemskich oceanów. Jedna z teorii sugeruje, że pewien rodzaj niosących wodę skał kosmicznych, znanych jako planetoidy typu C, mógł dostarczyć wodę na naszą planetę w końcowych etapach jej powstawania 4,6 miliarda lat temu. Aby przetestować tę teorię, naukowcy przeanalizowali izotopowy „odcisk palca” fragmentów planetoid typu C, które spadły na Ziemię jako bogate w wodę chondryty węgliste.
Co interesowało naukowców? Otóż gdyby stosunek obfitości wodoru do deuteru w badanej przez nich wodzie meteorytowej odpowiadał temu, który występuje w wodzie ziemskiej, można by wnioskować, że faktycznie, prawdopodobnym źródłem ziemskiej wody były meteoryty typu C. Wyniki przeprowadzonych przez nich badań nie były jednak jednoznaczne. W niektórych bogatych w wodę meteorytach stosunki obfitości izotopów wodoru rzeczywiście pasowały do wody znajdującej się w płaszczu i oceanach Ziemi, lecz w innych tak nie było. Wniosek był następujący: jako że izotopowy ciężar ziemskiej wody jest mniejszy, formująca się Ziemia musiała pozyskać wodę z co najmniej jeszcze jednego źródła o lżejszym składzie izotopowym.
Badanie pyłu z Itokawy pokazało, że zawiera on około 20 litrów wody na każdy metr sześcienny skały!
Młody Układ Słoneczny był bardzo zapylonym miejscem. Pył ten był nieustannie oświetlany promieniami młodego Słońca, z którego płynął silny strumień wiatru słonecznego. Wiatr słoneczny składa się głównie z jonów wodoru i helu, które nieustannie wypływają ze Słońca w przestrzeń kosmiczną. Kiedy jony wodoru uderzają w pozbawioną atmosfery powierzchnię, taką jak planetoida lub unosząca się w kosmosie cząsteczka pyłu, przenikają kilkadziesiąt nanometrów pod powierzchnię, gdzie mogą wpływać na skład chemiczny skały. Z biegiem czasu ten proces kosmicznego wietrzenia może wyrzucić wystarczającą ilość atomów tlenu z materiału tworzącego planetoidę lub pył, aby wytworzyć H2O – wodę – uwięzioną w minerałach na planetoidzie. Co najważniejsze, ta pochodząca z wiatru słonecznego woda jest izotopowo lekka, co zgadza się ze składem izotopowym wody ziemskiej. To zaś sugeruje, że drobnoziarnisty pył, smagany wiatrem słonecznym i opadający na formującą się miliardy lat temu Ziemię, rzeczywiście może być brakującym źródłem wody na naszej planecie.
Na ilustracji: Grafika przedstawiająca wiatr słoneczny zaznaczony symbolami „+” odnoszącymi się do jonów wodoru (czyli protonów) tworzący cząsteczki wody z pyłu na planetoidzie Itokawa. Źródło: University of Glasgow
W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Nature Astronomy, zespół naukowców z Wielkiej Brytanii, Australii i Ameryki pokazuje, że za pochodzeniem ziemskiej wody stoi pył, który opadał na młodą Ziemię podczas jej formowania.
Planetolodzy od dziesięcioleci zastanawiają się nad źródłem ziemskich oceanów. Jedna z teorii sugeruje, że pewien rodzaj niosących wodę skał kosmicznych, znanych jako planetoidy typu C, mógł dostarczyć wodę na naszą planetę w końcowych etapach jej powstawania 4,6 miliarda lat temu. Aby przetestować tę teorię, naukowcy przeanalizowali izotopowy „odcisk palca” fragmentów planetoid typu C, które spadły na Ziemię jako bogate w wodę chondryty węgliste.
Co interesowało naukowców? Otóż gdyby stosunek obfitości wodoru do deuteru w badanej przez nich wodzie meteorytowej odpowiadał temu, który występuje w wodzie ziemskiej, można by wnioskować, że faktycznie, prawdopodobnym źródłem ziemskiej wody były meteoryty typu C. Wyniki przeprowadzonych przez nich badań nie były jednak jednoznaczne. W niektórych bogatych w wodę meteorytach stosunki obfitości izotopów wodoru rzeczywiście pasowały do wody znajdującej się w płaszczu i oceanach Ziemi, lecz w innych tak nie było. Wniosek był następujący: jako że izotopowy ciężar ziemskiej wody jest mniejszy, formująca się Ziemia musiała pozyskać wodę z co najmniej jeszcze jednego źródła o lżejszym składzie izotopowym.
Badanie pyłu z Itokawy pokazało, że zawiera on około 20 litrów wody na każdy metr sześcienny skały!
Młody Układ Słoneczny był bardzo zapylonym miejscem. Pył ten był nieustannie oświetlany promieniami młodego Słońca, z którego płynął silny strumień wiatru słonecznego. Wiatr słoneczny składa się głównie z jonów wodoru i helu, które nieustannie wypływają ze Słońca w przestrzeń kosmiczną. Kiedy jony wodoru uderzają w pozbawioną atmosfery powierzchnię, taką jak planetoida lub unosząca się w kosmosie cząsteczka pyłu, przenikają kilkadziesiąt nanometrów pod powierzchnię, gdzie mogą wpływać na skład chemiczny skały. Z biegiem czasu ten proces kosmicznego wietrzenia może wyrzucić wystarczającą ilość atomów tlenu z materiału tworzącego planetoidę lub pył, aby wytworzyć H2O – wodę – uwięzioną w minerałach na planetoidzie. Co najważniejsze, ta pochodząca z wiatru słonecznego woda jest izotopowo lekka, co zgadza się ze składem izotopowym wody ziemskiej. To zaś sugeruje, że drobnoziarnisty pył, smagany wiatrem słonecznym i opadający na formującą się miliardy lat temu Ziemię, rzeczywiście może być brakującym źródłem wody na naszej planecie.
Opracowanie: Joanna Molenda-Żakowicz
Więcej informacji: publikacja pt. „Solar wind contributions to Earth’s oceans” Daly L. i in, Nature Astronomy vol. 5, str. 1275–1285 (2021)
#kosmos
Na ilustracji: Grafika przedstawiająca wiatr słoneczny zaznaczony symbolami „+” odnoszącymi się do jonów wodoru (czyli protonów) tworzący cząsteczki wody z pyłu na planetoidzie Itokawa. Źródło: University of Glasgow