كيف حصلت الأرض على مياهها؟ يبحث العلماء الآن عن المذنبات 'شديدة النشاط' بحثًا عن أدلة

يقدم بحث جديد نظرة ثاقبة حول مقدار الأرض

يقدم بحث جديد نظرة ثاقبة على كمية مياه الأرض التي جاءت من المذنبات القديمة. (مصدر الصورة: NASA / SOFIA / L. Cook / L. Proudfit)



أرصاد جديدة للمذنب 46P / Wirtanen والتي تأرجح من الأرض في ديسمبر 2018 ، تشير إلى أن مياه الأرض جاءت من المذنبات أكثر مما اقترحته الدراسات السابقة.



كيف حصلت الأرض على محيطاتها هو مجال للنقاش النشط. بينما المذنبات أجسام جليدية تحتوي على الماء ، أظهرت دراسات سابقة أن نسبة العناصر في جليد العديد من المذنبات تختلف عن العناصر الموجودة في المياه الأرضية. ولكن في حالة عدم وجود شحنات من المذنبات ، من الصعب تحديد مصدر مياه الأرض.

وفقًا للنظرية القياسية ، يُعتقد أن الأرض قد تشكلت من اصطدام أجرام سماوية صغيرة تُعرف باسم planetesimals ، وفقًا لمسؤولين من وكالة الفضاء الفرنسية CNRS ، الذين شاركوا في البحث ، قال في بيان . نظرًا لأن هذه الأجسام كانت فقيرة في الماء ، فلا بد أن مياه الأرض قد تم توصيلها إما عن طريق كوكب أكبر ، أو عن طريق وابل من الأجسام الأصغر مثل الكويكبات أو المذنبات.



متعلق ب: العيش على مذنب: شرح حقائق 'كرة الثلج القذرة' (رسم بياني)

يستخدم الباحثون مقياسًا يسمى النسب النظيرية لمعرفة نوع الماء الذي يكمن في الأجسام الفضائية المختلفة ، وخاصة نسبة الديوتيريوم (شكل أثقل من الهيدروجين) إلى الهيدروجين. حتى الآن ، أشارت الدراسات التي أجريت على المذنبات إلى أن 'نسبة D / H' (كما يسميها العلماء) للمذنبات كانت ثلاثة أضعاف نسبة مياه المحيطات على الأرض. هذا يعني أن المذنبات التي تصطدم بالأرض توفر 10٪ فقط من مياه كوكبنا.

لكن هذه الدراسة الجديدة ، المستندة إلى ملاحظات المذنب 46P / Wirtanen في ديسمبر 2018 ، تُظهر أن عائلة المذنبات التي تنتمي إليها ، والمعروفة باسم `` المذنبات شديدة النشاط '' ، لديها ماء بنسبة D / H مماثلة للماء على الأرض. لكن البحث يصبح أكثر إثارة للاهتمام عند الأخذ في الاعتبار كيف تفقد المذنبات الجليد عندما تقترب هذه الأجسام المتجمدة من الشمس.



تنشأ معظم المذنبات في منطقة من النظام الشمسي تعرف باسم سحابة أورت ، وهي منطقة من الأجسام الجليدية خارج مدار نبتون. من حين لآخر ، يؤدي اضطراب الجاذبية - ربما يكون نجمًا يمر من مسافة ما - إلى تحريك أحد هذه الأجسام بالقرب من الشمس. عندما يقترب المذنب من الشمس ، يتصاعد جليد المذنبات ، أو يمر مباشرة من شكل متجمد إلى غاز. غالبًا ما ينتج عن هذا التسامي ذيلًا كبيرًا يمتد لآلاف الأميال أو الكيلومترات.

فحص الباحثون المذنب 46P / Wirtanen لمعرفة ما حدث عندما اقترب من الأرض (والشمس) في ديسمبر 2018. واستخدموا مرصد صوفيا المحمول جوا ، التي يتم نقلها على متن طائرة بوينج تحلق فوق جزء كبير من الغلاف الجوي للأرض - مما يوفر رؤية أفضل للأجسام الفضائية.

كمذنب 'مفرط النشاط' ، يطلق 46P كمية من الماء أكثر مما هو متاح على سطح نواة المذنب. هذا لأن 46P يحتوي على الكثير من الجسيمات الغنية بالجليد في غلافه الجوي والتي تم إطلاقها سابقًا من النواة ، وفقًا لـ بيان من صوفيا . تذوب هذه الجسيمات مع اقتراب المذنب من الشمس ، تمامًا كما يفعل سطح المذنب.



أعطت الدراسة الجديدة مزيدًا من التبصر في سبب امتلاك المذنبات شديدة النشاط نسب نظيرية مشابهة لمياه الأرض. على وجه التحديد ، اكتشف الباحثون وجود علاقة بين نسبة D / H للمذنب وجزءه النشط - أي جزء خدمة النواة اللازمة لتوفير الماء في الغلاف الجوي للمذنب. وجد العلماء أنه كلما زاد نشاط المذنب بشكل مفرط ، زادت نسبة D / H إلى مياه الأرض - لذا فإن المذنبات التي تنتج بخار الماء من جزيئات الغلاف الجوي الغنية بالجليد أكثر من نواتها تحتوي على مياه تشبه مياه الأرض.

ومع ذلك ، فإن العديد من المذنبات ليست شديدة النشاط ولا يوجد جليد في غلافها الجوي متاح ليذوب ؛ بدلاً من ذلك ، فإن كل الجليد المرئي في الغلاف الجوي يأتي مباشرة من السطح. ومع ذلك ، فإن نسبة D / H في الجليد السطحي لهذه المذنبات الأخرى قد لا تعكس ما يذوب في الغلاف الجوي - شيء عن تسامي الجليد من السطح قد يفضل نظائر معينة ، مما يؤدي إلى انحراف النسبة ، وفقًا لبيان صوفيا.

وأضاف فريق البحث في بيان CNRS: 'إذا كانت هذه الفرضية صحيحة ، فقد يكون الماء في جميع نوى المذنبات في الواقع مشابهًا جدًا للمياه الأرضية ، مما يعيد فتح الجدل حول أصل محيطات الأرض'.

دراسة على أساس البحث كان تم نشره في 26 مارس في مجلة علم الفلك والفيزياء الفلكية. قاد البحث داريوش (داريك) ليس ، وهو عالم في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا والذي ينتمي أيضًا إلى مرصد باريس.

  • اكتشاف مياه المذنب لمركبة روزيتا الفضائية: ماذا يعني ذلك للأرض
  • كشف الجليد المائي على المذنب يكشف عن أدلة حول تطوره
  • كيف تشكلت الأرض؟