Bu uzay kayası, Dünya’nın suyunu nasıl aldığına dair ipuçları taşıyor

Daha çok sofra tuzu olarak bilinen sodyum klorür, bilim adamlarının hayal gücünü cezbeden mineral türü değildir. Bununla birlikte, bir asteroit örneğinde keşfedilen küçük tuz kristallerinin dağılması, Arizona Üniversitesi Ay ve Gezegen Laboratuvarı’ndaki araştırmacıları heyecanlandırdı, çünkü bu kristaller yalnızca sıvı suyun varlığında oluşmuş olabilir.

Araştırma ekibine göre daha da ilginç olanı, numunenin çoğunlukla hidratlı (su taşıyan) minerallerden yoksun olduğu bilinen bir kategori olan S-tipi bir asteroitten gelmesi. Keşif, güneş sisteminde hızla ilerleyen büyük bir asteroit popülasyonunun daha önce düşünüldüğü kadar kuru olmayabileceğini güçlü bir şekilde öne sürüyor. Bulgu, yayınlanan Doğa AstronomisiDünya’daki suyun tamamı olmasa da çoğunun gezegenin çalkantılı bebeklik döneminde asteroitler yoluyla gelmiş olabileceği hipotezini yeniden güçlendiriyor.

Zega ve Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda doktora sonrası araştırmacı olan baş çalışma yazarı Shaofan Che, 2005 yılında Japon Hayabusa misyonu tarafından asteroit Itokawa’dan toplanan ve 2010 yılında Dünya’ya getirilen örneklerin ayrıntılı bir analizini gerçekleştirdi.

Çalışma, tuz kristallerinin asteroitin ana gövdesinden kaynaklandığını kanıtlayan ilk çalışmadır ve numune Dünya’ya ulaştıktan sonra kirlenmenin bir sonucu olarak oluşmuş olabilecekleri olasılığını ortadan kaldırır; bu, göktaşlarında sodyum klorür bulan önceki çalışmaları rahatsız eden bir soruydu. benzer bir kökene sahip.

Araştırmanın kıdemli yazarı ve UArizona Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nda gezegen bilimleri profesörü olan Tom Zega, “Tahıllar, evde sofra tuzu alıp elektron mikroskobu altına yerleştirdiğinizde göreceğiniz gibi görünüyor” dedi. “Onlar bu güzel, kare kristaller. Komikti çünkü onlar hakkında pek çok canlı grup toplantısı sohbetimiz oldu, çünkü çok gerçek dışıydı.”

Zega, örneklerin sıradan bir kondrit olarak bilinen dünya dışı bir kaya türünü temsil ettiğini söyledi. Itokawa gibi sözde S-tipi asteroitlerden türetilen bu tip, Dünya’da toplanan meteorların yaklaşık %87’sini oluşturur. Çok azının su taşıyan mineraller içerdiği bulunmuştur.

Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nın Kuiper Materyal Görüntüleme ve Karakterizasyon Tesisi’nin yöneticisi olan Zega, “Sıradan kondritlerin Dünya’da beklenmedik bir su kaynağı olduğu uzun zamandır düşünülüyordu” dedi. “Sodyum klorür keşfimiz bize bu asteroit popülasyonunun düşündüğümüzden çok daha fazla su barındırabileceğini söylüyor.”

Bugün bilim adamları, Dünya’nın, Venüs ve Mars gibi diğer kayalık gezegenlerle birlikte, sıcaklığın çok yüksek olduğu, güneş bulutsusu olarak bilinen, genç güneşin etrafında dönen, dönen gaz ve toz bulutunun iç bölgesinde oluştuğu konusunda büyük ölçüde hemfikirdir. – Che’ye göre su buharının gazdan yoğunlaşması için çok yüksek.

Che, “Başka bir deyişle, Dünya’daki su, sıcaklığın çok daha soğuk olduğu ve suyun büyük olasılıkla buz şeklinde var olmasına izin verdiği güneş bulutsusunun dış alanlarından teslim edilmek zorundaydı” dedi. “En olası senaryo, güneş bulutsusunda daha uzakta bulunan kuyruklu yıldızların veya C-tipi asteroitler olarak bilinen başka bir asteroit türünün içeriye doğru göç etmesi ve genç Dünya’yı etkileyerek sulu yüklerini teslim etmesidir.”

Suyun sıradan kondritlerde bulunabileceğinin ve bu nedenle güneşe “daha ıslak” akrabalarından çok daha yakın bir yerden kaynaklandığının keşfedilmesi, suyun erken Dünya’ya dağıtımını açıklamaya çalışan herhangi bir senaryo için çıkarımlara sahiptir.

Çalışmada kullanılan örnek, yaklaşık 150 mikrometre veya kabaca bir insan saçı çapının iki katı kadar küçük bir toz parçacığıdır ve ekip bundan yaklaşık 5 mikron genişliğinde küçük bir bölüm (sadece tek bir maya hücresini kaplayacak kadar büyük) kesmiştir. analiz.

Che, çeşitli teknikler kullanarak sodyum klorürün insan teri, numune hazırlama süreci veya laboratuvar nemine maruz kalma gibi kaynaklardan kaynaklanan kontaminasyonun sonucu olduğunu ekarte edebildi.

Numune beş yıldır saklandığı için ekip öncesi ve sonrası fotoğrafları çekip karşılaştırdı. Fotoğraflar, numune içindeki sodyum klorür tanelerinin dağılımının değişmediğini gösterdi ve bu süre zarfında numunede herhangi bir tanenin birikme olasılığını ortadan kaldırdı. Ek olarak Che, bir dizi karasal kaya örneğini Itokawa örneğiyle aynı şekilde işleyerek ve bunları bir elektron mikroskobu ile inceleyerek bir kontrol deneyi gerçekleştirdi.

“Karasal örnekler herhangi bir sodyum klorür içermiyordu, bu da bizi örneğimizdeki tuzun asteroit Itokawa’ya özgü olduğuna ikna etti” dedi. “Olası her türlü bulaşma kaynağını eledik.”

Zega, her gün tonlarca dünya dışı maddenin Dünya’ya yağdığını, ancak çoğunun atmosferde yandığını ve asla yüzeye çıkmadığını söyledi.

“Girişten sağ çıkmak ve o suyu vermek için yeterince büyük bir kayaya ihtiyacınız var” dedi.

1990’larda Ay ve Gezegen Laboratuvarı’nın eski yöneticisi merhum Michael Drake liderliğindeki önceki çalışma, erken güneş sistemindeki su moleküllerinin asteroit minerallerinde sıkışıp kalabileceği ve hatta Dünya üzerindeki bir çarpışmadan sağ çıkabileceği bir mekanizma önerdi.

Zega, “Bu çalışmalar, birkaç okyanus değerindeki suyun sadece bu mekanizma tarafından verilebileceğini gösteriyor” dedi. “Şimdi, en yaygın asteroitlerin düşündüğümüzden çok daha ‘ıslak’ olabileceği ortaya çıkarsa, bu, asteroitlerin su dağıtma hipotezini daha da makul hale getirecektir.”

Itokawa, yaklaşık 2.000 fit uzunluğunda ve 750 fit çapında yer fıstığı şeklinde Dünya’ya yakın bir asteroittir ve çok daha büyük bir ana gövdeden koptuğuna inanılmaktadır. Che ve Zega’ya göre, orada donmuş su ve donmuş hidrojen klorür birikmiş olabilir ve güneş sisteminin ilk günlerinde radyoaktif elementlerin doğal olarak meydana gelen bozunması ve göktaşları tarafından sık sık bombardıman edilmesi, hidrotermal süreçleri sürdürmek için yeterli ısıyı sağlamış olabilir. Sıvı su. Nihayetinde, ana vücut yumruklamaya yenik düşecek ve daha küçük parçalara ayrılarak Itokawa’nın oluşumuna yol açacaktı.

Zega, “Bu bileşenler asteroitler oluşturmak için bir araya geldiğinde, sıvı su oluşma potansiyeli vardır.” Dedi. “Ve bir kez sıvı formuna sahip olduğunuzda, onları asteroitteki boşlukları doldurmuş gibi düşünebilirsiniz ve potansiyel olarak su kimyası yapabilirsiniz.”

Bununla birlikte, Itokawa örneğindeki tuz kristallerinin güneş sisteminin başlangıcından beri orada olduğuna işaret eden kanıtlar burada bitmiyor. Araştırmacılar, sodyum klorürle zenginleştirilmiş, sodyum açısından zengin bir silikat minerali olan bir plajiyoklaz damarı buldular.

Che, “Karasal örneklerde bu tür değişim damarlarını gördüğümüzde, sulu değişimle oluştuklarını biliyoruz, bu da su içermesi gerektiği anlamına geliyor” dedi. “Sodyum ve klor ile ilişkili dokuyu görmemiz, bunun asteroitte su bu sodyum içeren silikattan akarken meydana geldiğine dair bir başka güçlü kanıt.”