من أين أتت كل مياهنا؟ ما قد يبدو وكأنه سؤال بسيط قد تحدى علماء الكواكب ودهشهم لعقود. ماء المذنب 67P / Churyumov-Gerasimenko لا يشبه ماء الأرض.
نظرًا لأن الأرض كانت شديدة الحرارة في وقت مبكر جدًا من تكوينها ، يعتقد العلماء أن الماء الأصلي للأرض كان يجب أن يغلي بعيدًا مثل ذلك من غلاية الغليان. لقد نظرت النظريات السائدة في مصدرين في وقت لاحق توصيل من الماء إلى سطح الأرض بمجرد أن تبرد الظروف. أحدهما مذنبات والآخر كويكبات. من المؤكد أن بعض المياه وصلت من كلا المصدرين ، ولكن السؤال هو من هو المصدر السائد؟
هناك مجالان لنظامنا الشمسي تشكلت فيه المذنبات قبل حوالي 4.6 مليار سنة. إحداها سحابة أورت خارج بلوتو. يشير كل شيء إلى أن أصول المذنب 67 بي هي مسقط رأس المذنبات الأخرى - حزام كويبر في منطقة نبتون وبلوتو. تستبعد نتائج Rosetta مذنبات حزام كويبر كمصدر لمياه الأرض. أظهرت الملاحظات السابقة لمذنبات سحابة أورت ، مثل Hyakutake و Hale-Bopp ، أنها لا تحتوي أيضًا على مياه شبيهة بالأرض. لذا يجب على علماء الكواكب إعادة النظر في نماذجهم مع إعطاء الوزن للمصدر المحتمل الآخر - الكويكبات.
تمت معالجة مسألة مصدر مياه الأرض بواسطة أدوات أرضية والعديد من المجسات التي تلتقي بالمذنبات. في عام 1986 ، كشفت أول ذبابة لمذنب - المذنب 1P / هالي ، مذنب سحابة أورت - أن الماء لم يكن مثل الماء على الأرض. كيف تختلف المياه من هذه المذنبات - هالي والآن 67P - عن الأرض في نسبة نوعين من ذرات الهيدروجين التي تشكل جزيء الماء.
كشفت القياسات بواسطة مطياف الطيف عن مقدار وجود الديوتريوم - وهو شكل أثقل من ذرة الهيدروجين - فيما يتعلق بالنوع الأكثر شيوعًا من الهيدروجين في هذه المذنبات. هذه النسبة ، المسماة D / H ، هي حوالي 1 في 6000 في مياه المحيط على الأرض. بالنسبة للغالبية العظمى من المذنبات ، وجدت القياسات عن بعد أو في الموقع نسبة أعلى لا تدعم التأكيد على أن المذنبات تنقل الماء إلى سطح الأرض المبكر ، على الأقل ليس كثيرًا.
في الآونة الأخيرة ، تسببت رصدات تلسكوب الفضاء هيرشل للمذنب هارتلي 2 (103P / هارتلي) في إثارة ضجة في مناقشة مصدر مياه الأرض. كشفت القياسات الطيفية لضوء المذنب عن نسبة D / H مثل ماء الأرض. ولكن الآن أصبحت ملاحظة هيرشيل أكثر من استثناء بسبب قياسات روزيتا الأخيرة.
تم إجراء القياسات الجديدة لـ 67P بواسطة مطياف الكتلة المزدوجة التركيز ROSINA (DFMS) على متن Rosetta. على عكس الملاحظات البعيدة باستخدام الضوء الأقل دقة ، تمكنت Rosetta من قياس كميات Deuterium والهيدروجين المشترك المحيط بالمذنب بدقة. يمكن للعلماء ببساطة تحديد النسبة. تم الإبلاغ عن النتائج في الورقة "67P / Churyumov-Gerasimenko ، كوكب المشتري المذنب مع نسبة D / H عالية" بقلم K. Altwegg ، وآخرون ، نشر في عدد 10 ديسمبر 2014 من علم.
حددت ملاحظات أداة ROSINA نسبة 5.3 ± 0.7 × 10-4، وهو ما يقرب من 3 أضعاف نسبة D / H لمياه الأرض. لا تستبعد هذه النتائج المذنبات كمصدر للمياه الأرضية ، لكنها تعيد توجيه العلماء لاعتبار الكويكبات مصدرًا سائدًا. في حين أن الكويكبات تحتوي على محتوى مائي أقل بكثير مقارنة بالمذنبات ، فإن الكويكبات وإصداراتها الأصغر ، النيازك ، أكثر من المذنبات. كل نيزك / نجم يتساقط نراه يحترق في غلافنا الجوي يسلم عددًا لا يحصى من المركبات ، بما في ذلك الماء ، إلى الأرض. في وقت مبكر ، كانت هجمة النيازك والكويكبات التي تؤثر على الأرض أكبر بكثير. وبالتالي ، فإن الكميات الصغيرة من الماء المضافة التي يوفرها كل منها يمكن أن تضيف إلى ما يكمن الآن في المحيطات والبحيرات والجداول وحتى أجسامنا.
المراجع:
نسبة D / H من الماء على الأرض المقاسة بواسطة DFMS
67P / Churyumov-Gerasimenko ، مذنب عائلة المشتري مع نسبة D / H عالية
روزيتا تغذي الجدل حول أصل مياه الأرض
إمداد الكويكبات وإسهاماتها في المخزون المتقلب للكواكب الأرضية
مقالة ذات صلة بمجلة الفضاء:
ما هي نسبة الأرض من الماء؟
