ჟურნალში დღეს გამოქვეყნებულ ახალ ნაშრომში ბუნების ასტრონომია, მკვლევართა ჯგუფი დიდი ბრიტანეთიდან, ავსტრალიიდან და ამერიკიდან აღწერს, თუ როგორ გვიჩვენებს ძველი ასტეროიდის ახალი ანალიზი, რომ პლანეტის წარმოქმნისას დედამიწაზე წყალი მიჰქონდა არამიწიერი მტვრის მარცვლებს.
მარცვლებში წყალი იწარმოებოდა კოსმოსური ამინდი, პროცესი, რომლის დროსაც მზის ქარის სახელით ცნობილი მზის დამუხტული ნაწილაკები ცვლიდნენ მარცვლების ქიმიურ შემადგენლობას წყლის მოლეკულების წარმოქმნით.
ამ აღმოჩენამ შეიძლება უპასუხოს გრძელვადიან კითხვას იმის შესახებ, თუ საიდან აქვს უჩვეულოდ წყლით მდიდარ დედამიწას ოკეანეები, რომლებიც ფარავს მისი ზედაპირის 70 პროცენტს - გაცილებით მეტი, ვიდრე ჩვენი მზის სისტემის ნებისმიერი სხვა კლდოვანი პლანეტა. ის ასევე შეიძლება დაეხმაროს მომავალ კოსმოსურ მისიებს წყლის წყაროების პოვნაში უჰაერო სამყაროებზე.
პლანეტის მეცნიერები ათწლეულების განმავლობაში აწუხებდნენ დედამიწის ოკეანეების წყაროს შესახებ. ერთი თეორია ვარაუდობს, რომ წყლის მატარებელი კოსმოსური ქანების ერთ-ერთი ტიპი, რომელიც ცნობილია როგორც C- ტიპის ასტეროიდები, შეიძლებოდა მოეტანა წყალი პლანეტაზე ფორმირების ბოლო ეტაპებზე 4.6 მილიარდი წლის წინ.
ამ თეორიის შესამოწმებლად, მეცნიერებმა ადრე გააანალიზეს C- ტიპის ასტეროიდების ნაწილების იზოტოპური „თითის ანაბეჭდი“, რომლებიც დედამიწაზე დაეცა, როგორც წყლით მდიდარი ნახშირბადოვანი ქონდრიტის მეტეორიტები. თუ წყალბადისა და დეიტერიუმის თანაფარდობა მეტეორიტის წყალში ემთხვევა ხმელეთის წყალს, მეცნიერებს შეეძლოთ დაასკვნათ, რომ C- ტიპის მეტეორიტები იყო სავარაუდო წყარო.
შედეგები არც ისე მკაფიო იყო. მიუხედავად იმისა, რომ ზოგიერთი წყლით მდიდარი მეტეორიტის დეიტერიუმის/წყალბადის თითის ანაბეჭდები მართლაც ემთხვეოდა დედამიწის წყალს, ბევრი არა. საშუალოდ, ამ მეტეორიტების თხევადი თითის ანაბეჭდები არ ემთხვეოდა დედამიწის მანტიასა და ოკეანეებში აღმოჩენილ წყალს. სამაგიეროდ, დედამიწას აქვს განსხვავებული, ოდნავ მსუბუქი იზოტოპური თითის ანაბეჭდი.
სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, მაშინ, როცა დედამიწის წყლის ნაწილი უნდა მოდიოდეს C- ტიპის მეტეორიტებისგან, ფორმირებულ დედამიწას წყალი მაინც უნდა მიეღო კიდევ ერთი იზოტოპური სინათლის წყაროდან, რომელიც წარმოიშვა მზის სისტემის სხვაგან.
გლაზგოს უნივერსიტეტის გუნდმა გამოიყენა უახლესი ანალიტიკური პროცესი, სახელწოდებით ატომური ზონდი ტომოგრაფია სხვადასხვა ტიპის კოსმოსური კლდის ნიმუშების შესამოწმებლად, რომელიც ცნობილია როგორც S- ტიპის ასტეროიდი, რომელიც მზესთან უფრო ახლოს ბრუნავს, ვიდრე C-ტიპები. მათ მიერ გაანალიზებული ნიმუშები მოვიდა ასტეროიდიდან, სახელწოდებით Itokawa, რომელიც შეაგროვა იაპონურმა კოსმოსურმა ზონდმა Hayabusa-მ და დაბრუნდა დედამიწაზე 2010 წელს.
ატომის ზონდის ტომოგრაფიამ გუნდს საშუალება მისცა გაზომოს მარცვლების ატომური სტრუქტურა თითო ატომში და გამოეჩინა წყლის ცალკეული მოლეკულები. მათი დასკვნები აჩვენებს, რომ წყლის მნიშვნელოვანი რაოდენობა წარმოიქმნა იტოკავადან მტვრის ზომის მარცვლების ზედაპირის ქვეშ კოსმოსური ამინდის გამო.
ადრეული მზის სისტემა ძალიან მტვრიანი ადგილი იყო, რაც წყლის წარმოქმნის დიდ შესაძლებლობას აძლევდა კოსმოსური მტვრის ნაწილაკების ზედაპირის ქვეშ. მკვლევარების ვარაუდით, ეს წყლით მდიდარი მტვერი ადრეულ დედამიწაზე C- ტიპის ასტეროიდებთან ერთად წვიმდა, როგორც დედამიწის ოკეანეების მიწოდების ნაწილი.
დოქტორი ლუკ დალი, გლაზგოს უნივერსიტეტის გეოგრაფიული და დედამიწის მეცნიერებათა სკოლის წარმომადგენელი, არის ნაშრომის მთავარი ავტორი. ექიმმა დალიმ თქვა: ”მზის ქარები ძირითადად წყალბადის და ჰელიუმის იონების ნაკადებია, რომლებიც მზიდან მუდმივად მიედინება კოსმოსში. როდესაც ეს წყალბადის იონები ასტეროიდის ან კოსმოსური მტვრის ნაწილაკების მსგავსად უჰაერ ზედაპირს ეჯახება, ისინი შეაღწევენ რამდენიმე ათეულ ნანომეტრს ზედაპირის ქვემოთ, სადაც მათ შეუძლიათ გავლენა მოახდინონ კლდის ქიმიურ შემადგენლობაზე. დროთა განმავლობაში, წყალბადის იონების „სივრცის ამინდის“ ეფექტს შეუძლია კლდეში არსებული მასალებიდან ჟანგბადის საკმარისი ატომების გამოდევნა H-ის შესაქმნელად.2O - წყალი - ასტეროიდის მინერალებში ჩაფლული.
„გადამწყვეტი მნიშვნელობა აქვს, რომ ადრეული მზის სისტემის მიერ წარმოებული მზის ქარისგან მიღებული წყალი იზოტოპიურად მსუბუქია. ეს მტკიცედ მიგვითითებს იმაზე, რომ წვრილმარცვლოვანი მტვერი, რომელიც მზის ქარის მიერ იყო გაჟღენთილი და ჩამოყალიბებულ დედამიწაზე მილიარდობით წლის წინ ჩაეშვა, შეიძლება გახდეს პლანეტის წყლის დაკარგული რეზერვუარის წყარო“.
პროფესორი ფილ ბლენდი, ჯონ კურტინის გამორჩეული პროფესორი კურტინის უნივერსიტეტის დედამიწისა და პლანეტარული მეცნიერებების სკოლისა და ნაშრომის თანაავტორი ამბობს: „ატომის ზონდის ტომოგრაფია საშუალებას გვაძლევს წარმოუდგენლად დეტალურად შევხედოთ ზედაპირს დაახლოებით 50 ნანომეტრს. მტვრის მარცვლები იტოკავაზე, რომელიც მზის გარშემო ბრუნავს 18 თვიან ციკლებში. ეს საშუალებას გვაძლევს გვენახა, რომ კოსმოსში გაჟღენთილი რგოლის ეს ფრაგმენტი შეიცავს საკმარის წყალს, რომ თუ მას გავზრდით, იქნება დაახლოებით 20 ლიტრი ქვის ყოველ კუბურ მეტრზე“.
პერდუს უნივერსიტეტის დედამიწის, ატმოსფეროსა და პლანეტარული მეცნიერებების დეპარტამენტის თანაავტორმა პროფესორმა მიშელ ტომპსონმა დასძინა: „ეს არის ისეთი გაზომვა, რომელიც უბრალოდ შეუძლებელი იქნებოდა ამ შესანიშნავი ტექნოლოგიის გარეშე. ის გვაძლევს არაჩვეულებრივ წარმოდგენას იმის შესახებ, თუ როგორ შეიძლება დაგვეხმაროს კოსმოსში მცურავი მტვრის ნაწილაკები დედამიწის წყლის იზოტოპური შემადგენლობის შესახებ წიგნების დაბალანსებაში და მოგვცეს ახალი მინიშნებები მისი წარმოშობის საიდუმლოს ამოხსნაში.
მკვლევარებმა დიდი ყურადღება მიაქციეს, რომ მათი ტესტირების შედეგები ზუსტი ყოფილიყო, ჩაატარეს დამატებითი ექსპერიმენტები სხვა წყაროებთან მათი შედეგების გადამოწმებისთვის.
დოქტორმა დალიმ დასძინა: „კურტინის უნივერსიტეტის ატომური ზონდის ტომოგრაფიის სისტემა მსოფლიო დონისაა, მაგრამ მას ნამდვილად არასდროს გამოუყენებია წყალბადის ანალიზისთვის, რომელსაც ჩვენ აქ ვაწარმოებდით. ჩვენ გვინდოდა დარწმუნებულიყო, რომ შედეგები, რასაც ჩვენ ვხედავდით, ზუსტი იყო. მე წარვადგინე ჩვენი წინასწარი შედეგები მთვარის და პლანეტარული მეცნიერების კონფერენციაზე 2018 წელს და ვკითხე, დამსწრე კოლეგა დაგვეხმარებოდა თუ არა ჩვენი აღმოჩენების დადასტურებაში საკუთარი ნიმუშებით. ჩვენდა სასიხარულოდ, NASA-ს ჯონსონის კოსმოსური ცენტრისა და ჰავაის უნივერსიტეტის კოლეგებმა მანოას, პერდუის, ვირჯინიისა და ჩრდილოეთ არიზონას უნივერსიტეტებში, აიდაჰოსა და სანდიას ეროვნულ ლაბორატორიებში დახმარება შესთავაზეს. მათ მოგვცეს მსგავსი მინერალების ნიმუშები, რომლებიც დასხივებული იყო ჰელიუმით და დეიტერიუმით წყალბადის ნაცვლად, და ამ მასალების ატომური გამოკვლევის შედეგებიდან სწრაფად გაირკვა, რომ ის, რასაც იტოკავაში ვხედავდით, არამიწიერი წარმოშობის იყო.
„კოლეგები, რომლებმაც თავიანთი მხარდაჭერა შესთავაზეს ამ კვლევაში, ნამდვილად ტოლია კოსმოსური ამინდის გამოვლენის საოცნებო გუნდს, ამიტომ ჩვენ ძალიან აღფრთოვანებულები ვართ ჩვენ მიერ შეგროვებული მტკიცებულებებით. მას შეუძლია გახსნას კარი გაცილებით უკეთ იმის გაგებისთვის, თუ როგორ გამოიყურებოდა ადრეული მზის სისტემა და როგორ შეიქმნა დედამიწა და მისი ოკეანეები.
პროფესორმა ჯონ ბრედლიმ, ჰავაის უნივერსიტეტიდან მანოაში, ჰონოლულუ, ნაშრომის თანაავტორი, დასძინა: ჯერ კიდევ ათი წლის წინ, მოსაზრება, რომ მზის ქარის დასხივება დაკავშირებულია წყლის წარმოშობასთან მზის სისტემაში. დედამიწის ოკეანეებთან შედარებით ნაკლებად მნიშვნელოვანი, სკეპტიციზმით დახვდებოდნენ. პირველად ჩვენებით, რომ წყალი იწარმოება in-situ ასტეროიდის ზედაპირზე, ჩვენი კვლევა ეყრდნობა მტკიცებულებების დაგროვებას, რომ მზის ქარის ურთიერთქმედება ჟანგბადით მდიდარ მტვრის მარცვლებთან ნამდვილად წარმოქმნის წყალს.
მას შემდეგ, რაც მტვერი, რომელიც უხვად იყო მზის ნისლეულში პლანეტის აკრეციის დაწყებამდე, გარდაუვალი იყო დასხივება, ამ მექანიზმით წარმოებული წყალი პირდაპირ კავშირშია პლანეტარული სისტემებში წყლის წარმოშობასთან და, შესაძლოა, დედამიწის ოკეანეების იზოტოპურ შემადგენლობასთან.
მათი შეფასებები იმის შესახებ, თუ რამდენ წყალს შეიძლება შეიცავდეს კოსმოსური ავარიული ზედაპირები, ასევე გვთავაზობს იმას, რომ მომავალ კოსმოსურ მკვლევარებს შეუძლიათ წყლის მარაგის წარმოება ყველაზე ერთი შეხედვით არიდულ პლანეტებზეც კი.
მანოას ჰავაის უნივერსიტეტის თანაავტორმა პროფესორმა ჰოუპ იშიიმ თქვა: „მომავალი ადამიანის კოსმოსური გამოკვლევის ერთ-ერთი პრობლემა არის ის, თუ როგორ იპოვიან ასტრონავტები საკმარის წყალს, რათა გააცოცხლონ და შეასრულონ თავიანთი ამოცანები მოგზაურობის დროს მისი თან ტარების გარეშე. .
„ჩვენ მიგვაჩნია, რომ გონივრული იქნება ვივარაუდოთ, რომ იგივე კოსმოსური ამინდის პროცესი, რომელმაც შექმნა წყალი იტოკავაზე, ამა თუ იმ ხარისხით განვითარდება ბევრ უჰაერო სამყაროზე, როგორიცაა მთვარე ან ასტეროიდი ვესტა. ეს შეიძლება ნიშნავს, რომ კოსმოსურ მკვლევარებს შეუძლიათ პლანეტის ზედაპირზე არსებული მტვრისგან სუფთა წყლის დამუშავება. ამაღელვებელია ვიფიქრო, რომ პლანეტების ჩამოყალიბების პროცესებმა შეიძლება ხელი შეუწყოს ადამიანთა სიცოცხლეს, როდესაც ჩვენ მივაღწევთ დედამიწის მიღმა.”
დოქტორმა დალიმ დაამატა: ”NASA-ს პროექტი Artemis აპირებს მთვარეზე მუდმივი ბაზის შექმნას. თუ მთვარის ზედაპირს აქვს მსგავსი წყლის რეზერვუარი მზის ქარისგან, რომელიც ამ კვლევამ აღმოაჩინა იტოკავაზე, ეს იქნება უზარმაზარი და ღირებული რესურსი ამ მიზნის მისაღწევად.
გუნდის ნაშრომი, სახელწოდებით "მზის ქარის წვლილი დედამიწის ოკეანეებში", გამოქვეყნებულია ბუნების ასტრონომია.
მკვლევარები გლაზგოს უნივერსიტეტიდან, კურტინის უნივერსიტეტიდან, სიდნეის უნივერსიტეტიდან, ოქსფორდის უნივერსიტეტიდან, ჰავაის უნივერსიტეტიდან მანოაში, ბუნებრივი ისტორიის მუზეუმიდან, იდას ეროვნული ლაბორატორიიდან, ლოკჰედ მარტინი, სანდიას ეროვნული ლაბორატორიები, NASA ჯონსონის კოსმოსური ცენტრი, ვირჯინიის უნივერსიტეტმა, ჩრდილოეთ არიზონას უნივერსიტეტმა და პერდუს უნივერსიტეტმა ყველა წვლილი შეიტანა ნაშრომში.
