Maa vee päritolu seati kahtluse alla

Maa vesi võis pärineda nii asteroididest kui ka gaasist, mis on jäänud uute teadusuuringute kohaselt päikese moodustamisest üle. Avastusel on sügav mõju nii maakera elu päritolule kui ka elu võimalusele mujal universumis.

Ajakirjas Journal of Geophysical Research: Planeedid avaldatud uuring seab kahtluse alla varasema veendumuse Maa veeallika kohta, viidates sellele, et vesinik, mis moodustab suurema osa veemolekulist, võis pärineda Päikese udust, gaasipilvedest ja tolmust jäänud meie tähe moodustamisest.

Varasemad mudelid on pakkunud, et Maa vesi tarniti asteroidi löögi kaudu

Varasemad mudelid on ühendanud Maal leiduva vee asteroidides leiduva veega, mis tähendab, et suurem osa planeedi pinnale jõudnud veest oli nende objektide mõju. Deuteeriumi, vesiniku raskema isotoobi ratsioon merevees sarnaneb asteroididel leiduva suhtega. Teadlased on seda vesiniku leidmise meetodit tavapäraselt kasutanud vee päritolu avastamiseks lihtsalt seetõttu, et see on universumi kõige rikkalikum element.

Maa horisont, nagu seda nähakse rahvusvahelise kosmosejaama (NASA) pardal

Arizona osariigi ülikooli maapealse ja kosmoseuuringute kooli ja molekulaarteaduste kooli regentside professori Peter Busecki juhitud meeskond kasutas uurimist erinevalt.

Temizis Arizonas asuva Arizona osariigi ülikooli maa- ja kosmoseuuringute kooli astrofüüsika professor ja uue uuringu kaasautor Steven Desch selgitab: „Kui inimesed mõõdavad ookeanivees [deuteeriumi ja vesiniku] suhet. ja nad näevad, et see on üsna lähedal sellele, mida me asteroidides näeme, oli alati lihtne uskuda, et see kõik pärineb asteroididest. ”

Paberi autorid läksid kaugemale, viidates sellele, et Maa ookeanides olev vesinik ei esinda vesinikku kogu planeedil. Maa sügaval, tuuma ja vahevöö vahelise piiri lähedal asuvates vesinikuproovides on märkimisväärselt vähem deuteeriumi, mis näitab, et vesinik ei pruukinud pärineda asteroididest. Maa vahevööst on leitud ka väärisgaaside heeliumi ja neooni, millel on päikese udust pärinevad isotoopsed allkirjad.

Nende uue teoreetilise mudeli eesmärk on selgitada neid lahknevusi.

Maa päritolu uus mudel

Paberis soovitatud uue mudeli kohaselt hakkasid mitu miljardit aastat tagasi planeediks arenema suured vesised asteroidid, samal ajal kui päikese udukogu veel keerles ümber Päikese.

Need asteroidid, mida tuntakse kui planeetide embrüoid, põrkasid kokku ja kasvasid kiiresti. Lõpuks tõi kokkupõrge piisavalt energiat, et sulatada suurima embrüo pind magma ookeani. Sellest suurimast embrüost saab lõpuks Maa.

Kunstniku ettekujutus vastloodud planeedisüsteemi (NASA) ümbritsevast tolmust ja gaasist

Päikese udust pärit gaasid, sealhulgas vesinik ja väärisgaasid, tõmmati suure magmaga kaetud embrüo abil varase atmosfääri moodustamiseks sisse. Nemalaarne vesinik, mis sisaldab vähem deuteeriumit ja on kergem kui asteroidne vesinik, on lahustatud magma ookeani sularauda.

Isotoopseks fraktsioneerimiseks kutsutud protsessi abil tõmmati vesinik noore Maa keskpunkti poole. Vesinikku, mida köidab raud, vedas südamik metalli abil, samas kui suurem osa raskemast isotoobist, deuteeriumist, jäi magmasse, mis lõpuks jahtus ja muutus vahevööks, selgus uuringu autoritest. Seejärel jätkasid väiksemate embrüote ja muude esemete mõjud vee ja üldmassi lisamist, kuni Maa saavutas oma lõpliku suuruse.

See uus mudel jätaks Maad väärisgaasidega sügavale oma vahevöösse ja madalama deuteeriumi ja vesiniku suhtega selle südamikku kui selle vahevöösse ja ookeanidesse.

Autorid kasutasid mudelit, et hinnata, kui palju vesinikku tuli igast allikast. Nad jõudsid järeldusele, et enamus oli asteroidse päritoluga, kuid osa Maa veest pärines päikesesisust.

"Maa vee molekuli 100 molekuli kohta tuleb üks või kaks Päikesesärestikust," ütles Arizona osariigi ülikooli molekulaarteaduste ja maakera ja kosmoseuuringute kooli abiprofessor ja selle juhtiv autor Jun Wu. Uuring.

Rohkem inspireeriv mudel?

Nagu me mõistame selgelt vedela vee tähtsust elus, võib see mudel pakkuda teadlastele uusi vaatenurki elu arengule ja teiste planeetide võimekusele. See soovitab, et vaatamata sellele, et neil puudub juurdepääs asteroidide mõju tõttu pakutavale veevärgile, võib eksoplaneetide planeedil veel järelejäänud gaasi päikesevarjude tõttu olla vedel vesi.

Wu ütles: „See mudel viitab sellele, et vee vältimatu moodustumine toimub tõenäoliselt kõigil piisavalt suurtel kivistel eksoplaneetidel ekstrasolaarsüsteemides.

"Minu arvates on see väga põnev."

Selle uue mudeliga avaldas muljet ka Carnegie teadusasutuse geokeemik Anat Shahar, kes uuringuga ei tegelenud: „See artikkel on väga loominguline alternatiiv vanale probleemile.

"Autorid on teinud head tööd, et hinnata, millised oleksid need erinevad fraktsioneerimistegurid ilma katseteta."

Nagu Shahar soovitab, on järgmine samm astrokeemikute jaoks selle mudeli testimiseks eksperimenteerimise arendamine. See võib hõlmata vesiniku fraktsioneerimisteguri uurimist, mis kirjeldab, kuidas deuteeriumi ja vesiniku suhe muutub, kui element lahustub rauas. See on nii praegu teadmata kui ka raskesti mõõdetav.

Algne uurimistöö: “Maa vee päritolu: kondroproteesi pärssimine pluss tuumasisalduse hävitamine ja vesiniku säilitamine tuumas”, Wu, Desch, Schaefer jt (2018), ajakiri Geofüüsikalised uurimistöö-Planeedid