Dünyadaki suyun bir kısmı güneş rüzgârından mı geldi?

Dünya’daki suyun kaynağı, dış gezegenlere ve yaşanabilirlik kavramına kadar uzanan kalıcı bir gizemdir. Geniş anlamda, Dünya’daki su ya güneş bulutsusundaki oluşumunun başlangıcından itibaren gezegenin bir parçasıydı ya da daha sonra, belki de asteroitler ve kuyruklu yıldızlar tarafından taşınmıştı.

Yeni araştırmalar güneşin amansız güneş rüzgârının bir rol oynayabileceğini öne sürüyor.

Bilim insanları, Dünya’nın nasıl bu kadar çok hayat veren suya sahip olduğunu anlamak için çok çalıştı. Asteroit/kuyruklu yıldız teslimat senaryosunu destekleyen pek çok araştırma var. Büyüdükçe su biriktirdiğine dair kanıtlar da var. Birikme aşamasında su açısından zengin gezegenleri emmiş olabilir.

Araştırmacılar, Dünya’daki suyun gezegenin ve güneş sisteminin geçmişine nasıl uyduğunu anlamaya çalışmak için Dünya’daki ve meteorlardaki izotop oranını inceliyor. Dünya suyunun izotopik bileşimi ilkel göktaşlarına çok benzer. Öte yandan kuyruklu yıldızlardan ve nebula gazından farklıdır.

Bu, Dünya’daki suyun aynı zamanda ilkel göktaşlarının da kaynağı olan aynı kozmokimyasal rezervuardan geldiği anlamına gelir.

Bu karmaşık bir konu. Belki Dünya’daki suyun birden fazla kaynağı vardır. Belki bir kısmı Dünya’dan ve güneş sisteminin geri kalanı oluştuktan çok sonra uzayda yaratıldı ve sonra Dünya’ya teslim edildi.

Yeni araştırmalar Astrofizik Dergisi Güneş rüzgarının oksijen içeren mineralleri tutan yüzeylere çarpmasıyla nasıl su oluşturulabileceğini araştırıyor. ” başlıklıOksijen İçeren Minerallerin Yüzeyindeki Suyun Kökenine Yıldız Rüzgarının Katkısı.” Baş yazar, Prag’daki Çek Bilimler Akademisi J. Heyrovsky Fiziksel Kimya Enstitüsü’nden Svatolpuk Civiš’tir.

Güneş rüzgarı, güneşten gelen yüklü parçacıkların (çoğunlukla protonlar ve elektronlar) sürekli akışıdır. H⁺ Basitçe proton olan iyonlar, güneş rüzgârında en bol bulunan parçacıklardır. Güneş rüzgarının özelliklerine büyük katkı sağlarlar. Rüzgar su moleküllerinin oluşumunu tetikleyebilir mi?

Araştırmacılar bunu öğrenmek için laboratuvar deneyleri yaptılar. Oksijen içeren 14 minerali test ettiler. Yazarlar makalelerinde şöyle yazıyor: “Oksidik malzemelerin yüzeyindeki su oluşum sürecini ve su bolluğunu araştırmak için, hidrojen veya döteryum atomları ve iyonlarıyla yüzey bombardımanı tekniğini kullandık.”

Deneylerin iki aşaması vardı: İlki minerallerin güneş rüzgarına maruz kaldığında su üretip üretmeyeceğini test etti, ikincisi ise adsorbsiyon kapasitelerini test etti. Absorbsiyondan ayrı olarak adsorpsiyon, bir numunenin bir yüzeye yapışmasıdır.

Ekip su üretti ve ardından iki yöntem kullanarak ölçtü: bir mikrodalga (MW) deşarj deneyi ve püskürtme tabancası ışınlaması. Sonuçları, Fourier dönüşümü kızılötesi spektrometri (FTIR) ve sıcaklık programlı desorpsiyon (TPD) analizi adı verilen bir tür spektrometri analiziyle test ettiler.

Yazarlar, “Bu deneylerin her ikisi de, diğer olasılıkların yanı sıra, mineral kafesindeki yüzey oksijenleriyle reaksiyona giren ve su molekülleri oluşturan hidrojen/döteryum iyonları tarafından bombalanan bir mineral örneğini içeriyor” diye yazıyor.

Oksit malzeme numuneleri yalnızca H, H’nin güçlü akımına maruz bırakılmadı.⁺ ve güneş rüzgarını taklit eden moleküler hidrojen. Ayrıca hidrojen deşarjında ​​üretilen yoğun görünür ve UV radyasyonuna da maruz kaldılar.

“Kayalık oksijen içeren minerallerin yıldız rüzgarı ışınlaması, H arasında bir reaksiyonla sonuçlanır.⁺ Yazarlar, iyonların ve silikat minerallerinin su ve OH üretmek için kullanıldığını ve bu durumun, ay gibi havasız dünyaların regolitlerinde suyun varlığının yanı sıra asteroitlerdeki su bolluğunu da açıklayabildiğini belirtiyor.

Önceki araştırmalar, kayalık malzemeler güneş rüzgarı ışınımına maruz kaldığında hidrojen iyonları ve silikat mineralleri arasında kimyasal bir reaksiyonun meydana geldiğini ortaya çıkarmıştı. Bazı araştırmacılar OH (hidroksit) ve suyun oluşumunu gözlemlerken, bazıları ise yalnızca OH bulmuştur. Bu araştırma, kayalık malzemelerin su adsorpsiyonu açısından test edilmesiyle daha da derinleşiyor.

Araştırmacılar numunelerin su emme kapasitesini test etti. Daha sonra, günümüz Dünyasındaki su miktarını hesaplamak için Dünya’ya ne kadar malzemenin ulaşması gerektiğini hesapladılar.

Yazarlar, “Yoğunlaşma sırasında Dünya tarafından elde edilen malzemenin yanı sıra, suyun güneş rüzgârından kaynaklanması ve Dünya’ya ulaştırılması, birikim sonrası bombardıman sırasında bile devam etmiş olabilir” diye yazıyor. Burada varsayımsal Geç Ağır Bombardımandan bahsediyorlar.

Önceki araştırmalar, “klasik Geç Ağır Bombardıman sırasında asteroit ve kuyruklu yıldız çarpmalarının yaklaşık ∼10²⁰ “kg malzeme” diye yazıyor yazarlar. “Eğer bu malzemenin yüzeyi minerallerimizden birinden oluşan adsorbe edilmiş suya tamamen doymuşsa, hesaplamalarımız en az bir okyanus eşdeğeri suyun getirilebileceğini gösteriyor.”

Bu testlerin sonuçları ve güneş rüzgarının su yaratma yeteneği konusunda pek şüphe yok.

Yazarlar şöyle açıklıyor: “Bu çalışmada özetlenen, hidrojen atomlarıyla yüzey bombardımanına odaklanan deneylerin sonuçları, uyarılmış hidrojen veya döteryum Rydberg atomları ve iyonlarının oksit minerallerinin yüzey oksijenleriyle etkileşimi teorisini açıkça doğruluyor.” “Deneylerimiz, ana yıldıza yakın yüklü parçacık akışına maruz kalan, oksijen içeren katı madde (örneğin toz, meteoroidler, asteroitler, kuyruklu yıldızlar) alanlarındaki suyun kökenini açıklamaya çalışıyor.”

Dünya’nın atmosferi ve manyetosferi onu güneş rüzgârından koruyor, dolayısıyla rüzgârın Dünya’nın yüzeyinde su yaratması mümkün değil. Ancak çalışmanın gösterdiği gibi, rüzgar asteroitler gibi diğer cisimlerin yüzeyinde su oluşturabilir ve su emilip sabit tutulabilir ve daha sonra çarpma yoluyla Dünya’ya iletilebilir.

Yazarlar, “Bu senaryo aynı zamanda Dünya’daki suyun kökeni için de geçerlidir” diye yazıyor. Araştırmacılar, “Bu etki nedeniyle, bir su molekülü, oksijen içeren parçacıkların yüzeyine adsorbe edilebilir ve daha sonra uzun mesafeler ve zamanlar boyunca taşınabilir” diye yazıyor.

Bu çalışma, Dünya’nın suyunu açıklamaya yönelik devam eden çabanın sonu olmayacak. Bu araştırma bizi büyüleyici bir şekilde dolambaçlı bir şekilde Dünya’ya su sağlayan asteroitlere ve meteorlara geri götürüyor. Eğer burada olabiliyorsa, galaksinin başka yerlerindeki ötegezegenlerde de olabilir.