Hvor kom alt vores vand fra? Hvad der kan synes som et simpelt spørgsmål har udfordret og fascineret planetariske forskere i årtier. Vandet fra kometen 67P / Churyumov-Gerasimenko ligner ikke Jordens vand.
Fordi Jorden var ekstremt varm tidligt i dens dannelse, mener forskere, at Jordens originale vand burde have kogt væk som det fra en kogende kedel. Forhindrende teorier har overvejet to kilder til en senere tid levering vand til jordoverfladen, når forholdene var afkølet. Den ene er kometer, og den anden er asteroider. Der kom bestemt noget vand fra begge kilder, men spørgsmålet har været, hvilken der er den dominerende kilde.
Der er to områder i vores solsystem, hvor kometer dannede for omkring 4,6 milliarder år siden. Den ene er Oort-skyen langt ud over Pluto. Alt peger på, at Comet 67Ps oprindelse er det andet fødested for kometerne - Kuiper Belt i regionen Neptun og Pluto. Rosetta-resultaterne udelukker Kuiper Belt-kometer som en kilde til Jordens vand. Tidligere observationer af Oort-skykometer, såsom Hyakutake og Hale-Bopp, har vist, at de heller ikke har jordlignende vand. Så planetvidenskabsfolk må genoverveje deres modeller med vægt, der gives til den anden mulige kilde - asteroider.
Spørgsmålet om kilden til jordens vand er blevet behandlet af jordbaserede instrumenter og flere sonder, der møder kometer. I 1986 afslørede den første flyby af en komet - Comet 1P / Halley, en Oort sky-komet, at dens vand ikke var som vandet på Jorden. Hvordan vandet fra disse kometer - Halley's og nu 67P - adskiller sig fra Jordens, er i forholdet mellem de to typer brintatomer, der udgør vandmolekylet.
Målinger med spektrometre afslørede, hvor meget Deuterium - en tungere form for Hydrogenatom - der eksisterede i forhold til den mest almindelige type brint i disse kometer. Dette forhold, betegnet som D / H, er ca. 1 ud af 6000 i Jordens havvand. For langt de fleste kometer har fjern- eller in-situ-målinger fundet et forhold, der er højere, hvilket ikke understøtter påstanden om, at kometer leverede vand til den tidlige jordoverflade, i det mindste ikke meget af det.
Senest forårsagede Hershel rumteleskopobservationer af kometen Hartley 2 (103P / Hartley) en anfald i debatten om kilden til jordens vand. De spektrale målinger af kometens lys afslørede et D / H-forhold lige som Jordens vand. Men nu er Hershel-observationen blevet mere en undtagelse på grund af Rosettas seneste målinger.
De nye målinger af 67P blev foretaget af ROSINA Double Focusing Mass Spectrometer (DFMS) om bord på Rosetta. I modsætning til fjernobservationer, der bruger lys, der er mindre nøjagtige, var Rosetta i stand til nøjagtigt at måle mængderne af Deuterium og almindeligt brint, der omgiver kometen. Forskere kunne derefter blot bestemme et forhold. Resultaterne rapporteres i papiret “67P / Churyumov-Gerasimenko, en Jupiter-familiekomet med et højt D / H-forhold” af K. Altwegg, et al., Offentliggjort i udgaven af 10. december 2014 af Videnskab.
ROSINA-instrumentobservationer bestemte et forhold på 5,3 ± 0,7 × 10-4, hvilket er cirka 3 gange forholdet mellem D / H for Jordens vand. Disse resultater udelukker ikke kometer som en kilde til terrestrisk vand, men de omdirigerer forskere til at betragte asteroider som den dominerende kilde. Mens asteroider har meget lavere vandindhold sammenlignet med kometer, er asteroider og deres mindre versioner, meteoroider, mere talrige end kometer. Hver meteor / faldende stjerne, som vi ser brænde op i vores atmosfære, leverer et utal af forbindelser, inklusive vand, til Jorden. Tidligt var angrebet af meteoroider og asteroider, der påvirkede Jorden, langt større. Følgelig kunne de små mængder vand, der blev tilføjet leveret af hver, tilføje det, der nu ligger i havene, søerne, vandløbene og endda vores kroppe.
Referencer:
D / H-forhold af vand på jorden målt med DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko, en komet fra Jupiter-familien med et højt D / H-forhold
Rosetta brændstof for debatten om oprindelsen af jordens vand
Provenances of Asteroids og deres bidrag til de flygtige inventar af de jordiske planeter
Den seneste Space Magazine-relaterede artikel:
Hvilken procentdel af jorden er vand?
