تقدم الدراسة رؤى جديدة حول الأصول خارج كوكب الأرض لمياه الأرض
في بحث جديد ، حلل علماء الكواكب من جامعة ماريلاند وأماكن أخرى النيازك الذائبة التي كانت تطفو في الفضاء منذ تكوين النظام الشمسي قبل حوالي 4.5 مليار سنة. ووجدوا أن هذه النيازك تحتوي على محتوى مائي منخفض للغاية – في الواقع ، كانت من بين المواد الأكثر جفافاً خارج كوكب الأرض التي تم قياسها على الإطلاق. يشير هذا الاكتشاف إلى أنه لا يمكن توصيل كميات كبيرة من الماء إلى الأرض إلا عن طريق النيازك غير الذائبة أو الغضروفية.
يُظهر الخط الأبيض المتقطع في هذا الرسم التوضيحي الحدود بين النظام الشمسي الداخلي والخارجي ، مع وضع حزام الكويكبات تقريبًا بين المريخ والمشتري. تظهر فقاعة بالقرب من أعلى الصورة جزيئات الماء مرتبطة بجزء صخري ، مما يدل على نوع الجسم الذي يمكن أن يحمل الماء إلى الأرض. رصيد الصورة: مؤسسة جاك كوك / وودز هول لعلوم المحيطات.
“أردنا أن نفهم كيف تمكن كوكبنا من الحصول على المياه لأنه ليس واضحًا تمامًا” ، قالت الباحثة في جامعة ماريلاند ميجان نيوكومب وزملاؤها.
“الحصول على المياه ووجود محيطات سطحية على كوكب صغير وقريب نسبيًا من الشمس يمثل تحديًا.”
قام الدكتور نيوكومب وزملاؤه بتحليل سبعة نيازك ذائبة ، أو أكوندريت ، اصطدمت بالأرض بعد مليارات السنين من انشقاق ما لا يقل عن خمسة كواكب صغيرة – أجسام اصطدمت لتشكل الكواكب في نظامنا الشمسي.
في عملية تُعرف بالذوبان ، تم تسخين العديد من هذه الكواكب الصغيرة عن طريق تحلل العناصر المشعة في تاريخ النظام الشمسي المبكر ، مما أدى إلى انفصالها إلى طبقات ذات قشرة وغطاء ولب.
نظرًا لأن هذه النيازك سقطت على الأرض مؤخرًا فقط ، كانت هذه التجربة هي المرة الأولى التي يقوم فيها أي شخص بقياس المواد المتطايرة الخاصة بهم.
قال الدكتور كونيل ألكسندر ، العالم في معهد كارنيجي للعلوم: “إن التحدي المتمثل في تحليل المياه في المواد شديدة الجفاف هو أنه يمكن بسهولة اكتشاف أي مياه أرضية على سطح العينة أو داخل أداة القياس ، مما يؤدي إلى تشويه النتائج”.
لتقليل التلوث ، قام الباحثون أولاً بخبز عيناتهم في فرن تفريغ منخفض الحرارة لإزالة أي مياه سطحية.
قبل أن يتم تحليل العينات في مطياف كتلة الأيونات الثانوي ، كان لابد من تجفيف العينات مرة أخرى.
جاءت بعض عينات النيزك من النظام الشمسي الداخلي ، حيث توجد الأرض وحيث يُفترض عمومًا أن تكون الظروف دافئة وجافة. عينات أخرى نادرة جاءت من المناطق الخارجية الأكثر برودة والجليد في نظامنا الكوكبي.
بينما كان يُعتقد عمومًا أن الماء جاء إلى الأرض من النظام الشمسي الخارجي ، إلا أنه لم يتم تحديد أنواع الأجسام التي يمكن أن تحمل تلك المياه عبر النظام الشمسي.
قال الدكتور سون نيلسن ، الباحث في وودز: “لقد علمنا أن الكثير من أجسام النظام الشمسي الخارجي كانت متباينة ، ولكن كان من المفترض ضمنيًا أنه نظرًا لأنها من النظام الشمسي الخارجي ، يجب أن تحتوي أيضًا على الكثير من الماء”. معهد هول لعلوم المحيطات.
تظهر ورقتنا أن هذا ليس هو الحال بالتأكيد. حالما تذوب النيازك ، لا يتبقى ماء “.
بعد تحليل عينات نيزك الأكوندريت ، اكتشف العلماء أن الماء يشكل أقل من مليوني كتلته.
للمقارنة ، تحتوي النيازك الأكثر رطوبة – وهي مجموعة تسمى الكوندريت الكربوني – على ما يصل إلى 20٪ من الماء بالوزن ، أو 100000 مرة أكثر من عينات النيزك التي درسها الفريق.
وهذا يعني أن تسخين وانصهار الكواكب الصغيرة يؤدي إلى فقدان شبه كامل للمياه ، بغض النظر عن مكان نشأة هذه الكواكب الصغيرة في النظام الشمسي وكمية المياه التي بدأت بها.
اكتشف مؤلفو الدراسة أنه على عكس الاعتقاد الشائع ، ليست كل أجسام النظام الشمسي الخارجية غنية بالمياه.
قادهم ذلك إلى استنتاج أنه من المحتمل أن يتم توصيل الماء إلى الأرض عبر نيازك غير منصهرة أو غضروفية.
“يُعتبر الماء مكونًا للحياة حتى تتمكن من الازدهار ، لذلك بينما نتطلع إلى الكون ونعثر على كل هذه الكواكب الخارجية ، بدأنا في تحديد أي من هذه الأنظمة الكوكبية يمكن أن تكون مضيفًا محتملاً قال الدكتور نيوكومب.
“لكي نتمكن من فهم هذه الأنظمة الشمسية الأخرى ، نريد أن نفهم أنظمتنا الخاصة.”
