Vand, vand overalt ... Coleridge's skibsbundne gamle søfarende blev plaget af en mangel på vand, mens de var omgivet af et hav af tingene, og mens 70% af Jordens overflade faktisk er dækket af vand (hvoraf 96% er saltvand, og derfor ikke en dråbe at drikke) er der virkelig ikke så meget - ikke sammenlignet med hele planeten. Mindre end 1% af Jorden er vand, hvilket synes vidunderligt for forskere, fordi der på baggrund af konventionelle modeller af, hvordan solsystemet dannede sig, skulle have været meget mere vand tilgængeligt i jordens hals af skoven, når det kom sammen. Så spørgsmålet har svævet rundt: hvorfor er Jorden så tør?
Ifølge en ny undersøgelse fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, MD, ligger svaret muligvis i sneen.
Det sne linje, for at være præcis. Regionen i et planetsystem, hvor temperaturerne er koldt nok til, at vandis kan eksistere, er snelinien i vores solsystem i øjeblikket placeret i midten af det vigtigste asteroidebælte, mellem Mars og Jupiter bane. Baseret på konventionelle modeller af, hvordan solsystemet udviklede sig, plejede denne grænse at være tættere på Solen for 4,5 milliarder år siden. Men hvis det virkelig var tilfældet, skulle Jorden have akkumuleret meget mere is (og derfor vand), som det dannede sig, og blevet en sand ”vandverden” med en vandmasse på op til 40 procent… i stedet for en ren en.
Som vi kan se i dag, var det ikke tilfældet.
“Planeter som Uranus og Neptune, der dannede sig ud over snelinien, er sammensat af snesevis af procent vand. Men Jorden har ikke meget vand, og det har altid været et puslespil. ”
- Rebecca Martin, Space Telescope Science Institute
En undersøgelse førte astrofysikere Rebecca Martin og Mario Livio fra Space Telescope Science Institute kiggede endnu et kig på, hvordan sneelinjen i vores solsystem må have udviklet sig, og fandt, at Jorden i deres modeller var aldrig inde i linjen. I stedet forblev det inden for et varmere, tørrere område inde i snelinien og væk fra isen.
”I modsætning til den standard-accretion-disk-model, vandrer sneelinjen i vores analyse aldrig inde i Jordens bane,” sagde Livio. ”I stedet forbliver den længere væk fra solen end Jordens bane, hvilket forklarer, hvorfor vores jord er en tør planet. Faktisk forudsiger vores model, at de andre inderste planeter, Merkur, Venus og Mars, også er relativt tørre. ”
Læs: Genoverveje kilden til jordens vand
Standardmodellen siger, at i de tidlige dage af dannelsen af en protoplanetær skive falder ioniseret materiale inde i det gradvist mod stjernen, og trækker det iskolde, turbulente snelinjeareal indad. Men denne model afhænger af energien fra en ekstremt varm stjerne, der fuldstændigt ioniserer disken - energi, som en ung stjerne, ligesom vores sol var, bare ikke havde.
”Vi sagde, vent et øjeblik, diske omkring unge stjerner er ikke fuldt ioniserede,” sagde Livio. ”De er ikke standarddiske, fordi der bare ikke er nok varme og stråling til at ionisere disken.”
”Astrofysikere har kendt i ganske lang tid, at diske omkring unge stjernestykke objekter ikke er standard-akkretionsskiver (nemlig dem, der er ioniserede og turbulente i hele),” tilføjede Dr. Livio i en e-mail til Space Magazine. ”Diskmodeller med døde zoner er blevet konstrueret af mange mennesker i mange år. Af en eller anden grund fortsatte beregningerne af udviklingen af sneelinjen dog stort set at bruge standarddiskmodellerne. ”
Uden fuldt ioniseret disk, trækkes materialet ikke indad. I stedet kredser den om stjernen og kondenserer gas og støv i en ”død zone”, der blokerer for at fjerne omgivende materiale kommer nærmere. Tyngdekraften komprimerer det døde zonemateriale, der opvarmes og udtørrer eventuelle is, der findes umiddelbart uden for det. Baseret på holdets forskning var det i denne tørre region, Jorden dannede.
Resten, som de siger, er vand under broen.
Holdets resultater er blevet accepteret til offentliggørelse i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Læs udgivelsen på Hubble-nyhedsstedet her, og se hele papiret her.
Blybillede: Jorden set af MESSENGER rumfartøj, før den gik ud til Mercury i 2004. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington. Diskmodelbillede: NASA, ESA og A. Feild (STScI). Jordvandsvolumenbillede: Howard Perlman, USGS; globusillustration af Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Nieman.
