Эксперименты с использованием мощной оружейной пушки показывают, как воздействие богатых водой астероидов может доставить удивительное количество воды планетарным телам. Исследование, проведенное учеными из Университета Брауна, может пролить свет на то, как вода попала на раннюю Землю, и помочь объяснить некоторые следы воды на Луне и в других местах.
«Происхождение и транспортировка воды и летучих веществ является одним из больших вопросов в планетарной науке», - сказал Терик Дали, научный сотрудник Университета Джона Хопкинса, который возглавлял исследование, завершая его кандидатскую диссертацию.
«Эти эксперименты показывают механизм, с помощью которого астероиды могут доставлять воду лунам, планетам и другим астероидам. Это процесс начался когда солнечная система формировалась и продолжает действовать сегодня».
Источник воды Земли остается чем-то загадочным. Долгое время считалось, что планеты внутренней солнечной системы образуют сухую кость и что вода была позже поставлена под воздействием ледяных комет. Хотя эта идея остается возможной, изотопные измерения показали, что вода Земли подобна воде, связанной с углеродистыми астероидами. Это говорит о том, что астероиды также могли быть источником для воды Земли, но то, как такая поставка могла работать, не совсем понятно.
«Модели воздействия указывают на то, что имплантаты должны быть полностью обезвреживаться при больших скоростях удара, характерных для солнечной системы, а это означает, что вся вода, которую они содержат, просто откидывается под воздействием удара», - сказал Пит Шульц.
«Но природа имеет тенденцию быть более интересной, чем мы предполагаем, поэтому нам нужно делать эксперименты».
Для исследования Дали и Шульц использовали снаряды мраморного размера с композицией, подобной углеродистым хондритам, метеоритам, полученным из древних богатых водой астероидов. Используя Вертикальный пушечный радиус в Исследовательском центре NASA Ames, снаряды были взорваны в костно-сухом целевом материале из пемзы со скоростью около 5 километров в секунду (более 11 000 миль в час). Затем исследователи проанализировали послеутробный мусор с армадой аналитических инструментов, ища признаки какой-либо воды, попавшей в нее.
Они обнаружили, что при ударных скоростях и углах, характерных для всей солнечной системы, большая часть этой воды была захвачена ударным расплавом, породой, которая была расплавлена теплотой удара, а затем вновь затвердевает, когда она остывает, а в ударных брекчиях - породы, сделанные из грязевого мусора ударных мусора, сваренных вместе теплом.
Исследование дает некоторые сведения о механизме, с помощью которого вода была сохранена. Поскольку части ударника разрушаются под воздействием тепла столкновения, образуется паровой шлейф, который включает воду, находящуюся внутри ударного элемента.