Недавнее исследование крупинок внеземной пыли позволило приблизиться к разгадке тайны происхождения воды на Земле. Оказывается, вода на нашей планете существует благодаря... солнцу.
В недавней статье, опубликованной в журнале Nature Astronomy, группа ученых из Великобритании, Австралии и Америки показывает, что происхождение земной воды связано с пылью, попавшей на молодую Землю во время ее формирования.
Ученые-планетологи десятилетиями ломали голову над источником земных океанов. Одна из теорий предполагает, что определенный тип водоносных космических пород, известных как астероиды типа C, мог доставить воду на нашу планету на последних стадиях ее формирования 4,6 миллиарда лет назад. Чтобы проверить эту теорию, ученые проанализировали изотопный отпечаток фрагментов астероидов С-типа, упавших на Землю в виде богатых водой углеродистых хондритов.
Что интересовало ученых? Что ж, если бы соотношение содержания водорода и дейтерия в исследованной ими метеоритной воде соответствовало таковому в земной воде, то можно было бы сделать вывод, что на самом деле вероятным источником земной воды были метеориты типа С. Результаты их исследований однако не были однозначными. В некоторых богатых водой метеоритах соотношение содержания изотопов водорода действительно соответствовало содержанию воды в мантии Земли и океанах, но в других - нет. Вывод был таков: поскольку изотопный вес земной воды меньше, формирующаяся Земля должна была получить воду хотя бы из еще одного более легкого изотопного источника.
.
Группа исследователей из Университета Глазго использовала современный аналитический процесс, называемый атомной томографией, для изучения образцов другого типа космического камня, известного как астероиды S-типа, которые вращаются ближе к Солнцу, чем астероиды C-типа. образцы, которые они проанализировали, были взяты с астероида под названием Итокава . Они были собраны японским космическим зондом «Хаябуса» и возвращены на Землю в 2010 году. Атомная томография позволила команде изучить атомную структуру пылинок атом за атомом и обнаружить в них отдельные молекулы воды. Их результаты показывают, что значительное количество воды образовалось прямо под поверхностью зерен размером с Итокава в результате космического выветривания.
Изучение пыли Итокава показало, что в ней содержится около 20 литров воды на каждый кубический метр горной породы!
Молодая Солнечная система была очень пыльным местом. Эта пыль постоянно освещалась лучами молодого солнца, от которого шел сильный поток солнечного ветра. Солнечный ветер состоит в основном из ионов водорода и гелия, которые постоянно вытекают из Солнца в космос. Когда ионы водорода сталкиваются с поверхностью, не имеющей атмосферы, такой как астероид или плавающая частица пыли, они проникают на десятки нанометров ниже поверхности, где они могут влиять на химический состав породы. Со временем этот космический процесс выветривания может выбросить достаточное количество атомов кислорода из материала, из которого состоит астероид, или пыли, чтобы произвести H 2O - вода - заключена в минералах на астероиде. Самое главное, что эта вода солнечного ветра является изотопно-световой, что соответствует изотопному составу земной воды. Это, в свою очередь, говорит о том, что мелкозернистая пыль, уносимая солнечным ветром и падающая на сформировавшуюся миллиарды лет назад Землю, действительно может быть недостающим источником воды на нашей планете.
Это открытие революционизирует наши представления об эволюции Солнечной системы. Десять лет назад представление о том, что солнечный ветер может играть роль в происхождении воды в Солнечной системе, было воспринято с большим скептицизмом!
.
Одна из проблем, связанных с исследованием космоса человеком в будущем, заключается в том, как астронавты найдут достаточно воды, чтобы остаться в живых и выполнять свои задачи, не таская эту воду с собой. Возможно, он не понадобится. Ибо разумно предположить, что тот же самый процесс космического выветривания, который создал воду в Итокава, в той или иной степени происходит во многих других атмосферных мирах, таких как Луна и астероид Запад.
Оценка ученых о том, сколько воды может находиться на поверхности астероидов, подвергшихся процессу космического выветривания, весьма многообещающа. Вполне возможно, что будущие исследователи космоса будут получать пресную воду из пыли, осевшей даже на самых засушливых планетах. Это может быть интересно тем, кто участвует в проекте NASA Artemis , целью которого является создание постоянной базы на Луне. Если на поверхности Луны есть аналогичный водоем, питаемый солнечным ветром, который ученые обнаружили на Итокава, это был бы огромный и ценный ресурс для достижения этой цели.
