|
Астероиды содержат подсказки о появлении воды на Земле
|
|
|
|
Хлорид натрия, более известный как поваренная соль, не совсем тот тип минерала, который захватывает воображение ученых. Тем не менее, небольшое количество крошечных кристаллов соли, обнаруженных в образце с астероида, взволновало исследователей Лунной и планетарной лаборатории Аризонского университета, поскольку эти кристаллы могли образоваться только в присутствии жидкой воды. Еще более интригующим, по мнению исследовательской группы, является тот факт, что образец взят из астероида S-типа, категории, в которой, как известно, в основном отсутствуют гидратированные (водоносные) минералы. Открытие убедительно свидетельствует о том, что большая популяция астероидов, несущихся через Солнечную систему, может быть не такой сухой, как считалось ранее. Открытие, опубликованное в журнале Nature Astronomy, дает новый толчок гипотезе о том, что большая часть, если не вся вода на Земле могла попасть в виде астероидов во время бурного младенчества планеты.
|
|
|
|
Зега и ведущий автор исследования Шаофан Че, научный сотрудник Лунной и планетарной лаборатории, провели подробный анализ образцов, собранных с астероида Итокава в 2005 году японской миссией Хаябуса и доставленных на Землю в 2010 году. Исследование является первым, доказывающим, что кристаллы соли возникли на родительском теле астероида, исключая любую возможность того, что они могли образоваться в результате загрязнения после того, как образец достиг Земли, вопрос, который мучил предыдущие исследования, обнаружившие хлорид натрия в метеоритах. аналогичного происхождения. «Зерна выглядят точно так же, как если бы вы взяли поваренную соль дома и поместили ее под электронный микроскоп», — сказал Том Зега, старший автор исследования и профессор планетарных наук в Лунной и планетарной лаборатории Университета Аризоны. «Это милые квадратные кристаллы. Это тоже было забавно, потому что у нас было много оживленных разговоров о них на групповых собраниях, потому что это было просто нереально».
|
|
|
Зега сказал, что образцы представляют собой тип внеземной породы, известной как обычный хондрит. Произведенный от так называемых астероидов S-типа, таких как Итокава, этот тип составляет около 87% метеоритов, собранных на Земле. Было обнаружено, что очень немногие из них содержат водосодержащие минералы. «Долгое время считалось, что обычные хондриты являются маловероятным источником воды на Земле», — сказал Зега, который является директором Центра визуализации и характеристики материалов Койпера Лунной и планетарной лаборатории. «Наше открытие хлорида натрия говорит нам о том, что эта популяция астероидов может содержать гораздо больше воды, чем мы думали». Сегодня ученые в основном согласны с тем, что Земля, наряду с другими каменистыми планетами, такими как Венера и Марс, образовалась во внутренней области бурлящего, закручивающегося облака газа и пыли вокруг молодого Солнца, известного как солнечная туманность, где температура была очень высокой. — слишком высоко, чтобы водяной пар мог конденсироваться из газа, по словам Че.
|
|
|
|
«Другими словами, вода сюда, на Землю, должна была доставляться из внешних пределов солнечной туманности, где температура была намного ниже и позволяла воде существовать, скорее всего, в форме льда», — сказал Че. «Наиболее вероятным сценарием является то, что кометы или астероиды другого типа, известные как астероиды С-типа, которые находились дальше в солнечной туманности, мигрировали внутрь и доставили свой водный груз, столкнувшись с молодой Землей». Открытие того, что вода могла присутствовать в обычных хондритах и, следовательно, быть источником гораздо ближе к Солнцу, чем их «более влажные» родственники, имеет значение для любого сценария, пытающегося объяснить доставку воды на раннюю Землю. Образец, использованный в исследовании, представляет собой крошечную частицу пыли размером около 150 микрометров, что примерно в два раза больше диаметра человеческого волоса, из которой команда вырезала небольшой участок шириной около 5 микрон — достаточно большой, чтобы покрыть одну дрожжевую клетку — для исследования. Анализ.
|
|
|
|
Используя различные методы, Че смог исключить, что хлорид натрия был результатом загрязнения из таких источников, как человеческий пот, процесс подготовки образцов или воздействие лабораторной влаги. Поскольку образец хранился в течение пяти лет, команда сделала фотографии до и после и сравнила их. На фотографиях видно, что распределение зерен хлорида натрия внутри образца не изменилось, что исключает возможность того, что за это время какие-либо из зерен осаждаются в образце. Кроме того, Че провел контрольный эксперимент, обработав набор образцов земных пород так же, как образец Итокава, и изучив их с помощью электронного микроскопа. «Наземные образцы не содержали хлорида натрия, поэтому мы убедились, что соль в нашем образце является родной для астероида Итокава», — сказал он. «Мы исключили все возможные источники заражения». Зега сказал, что тонны внеземной материи падают на Землю каждый день, но большая ее часть сгорает в атмосфере и никогда не достигает поверхности. «Вам нужен достаточно большой камень, чтобы выдержать вход и доставить эту воду», — сказал он.
|
|
|
|
В предыдущей работе 1990-х годов под руководством покойного Майкла Дрейка, бывшего директора Лунной и планетарной лаборатории, был предложен механизм, с помощью которого молекулы воды в ранней Солнечной системе могли попасть в ловушку астероидных минералов и даже выжить при столкновении с Землей. «Эти исследования показывают, что с помощью этого механизма можно доставить воды на несколько океанов», — сказал Зега. «Если сейчас выяснится, что наиболее распространенные астероиды могут быть намного «влажнее», чем мы думали, это сделает гипотезу доставки воды астероидами еще более правдоподобной».
|
|
|
|
Итокава — это околоземный астероид в форме арахиса длиной около 2000 футов и диаметром 750 футов, который, как полагают, откололся от гораздо более крупного родительского тела. Согласно Че и Зеге, вполне возможно, что там могла скопиться замороженная вода и замороженный хлористый водород, и что естественный распад радиоактивных элементов и частые бомбардировки метеоритами в первые дни существования Солнечной системы могли обеспечить достаточно тепла для поддержания гидротермальных процессов с участием жидкая вода. В конечном счете, родительское тело поддалось бы ударам и разбилось на более мелкие фрагменты, что привело бы к формированию Итокавы.
|
|
|
|
«Как только эти ингредиенты соединятся вместе, чтобы сформировать астероиды, появится потенциал для образования жидкой воды», — сказал Зега. «И как только у вас образовались жидкости, вы можете думать о них как о занимающих полости в астероиде и потенциально заниматься химией воды». Однако свидетельства, указывающие на то, что кристаллы соли в образце Итокава существовали с самого начала Солнечной системы, на этом не заканчиваются. Исследователи обнаружили жилу плагиоклаза, богатого натрием силикатного минерала, проходящую через образец, обогащенный хлоридом натрия. «Когда мы видим такие прожилки изменений в наземных образцах, мы знаем, что они образовались в результате водных изменений, а это означает, что они должны быть связаны с водой», — сказал Че. «Тот факт, что мы видим эту текстуру, связанную с натрием и хлором, является еще одним убедительным доказательством того, что это произошло на астероиде, когда вода текла через этот содержащий натрий силикат».
|
|
|
|
Источник
|
