|
Вода на Земле образовалась не из метеоритов
|
|
|
|
Долгое время ученые предполагали, что миллиарды лет назад воду на Землю доставляли астероиды и кометы. Это совпало с Поздней Тяжелой бомбардировкой (около 4,1-3,8 миллиарда лет назад), периодом, когда планеты и тела Солнечной системы подвергались гораздо более интенсивным ударам.
|
|
|
|
Согласно этой теории, планеты внутренней части Солнечной системы были неспособны удерживать летучие элементы, такие как вода, из-за их близости к Солнцу. Однако недавние результаты анализа лунных пород и реголита, полученных миссиями "Аполлон", поставили под сомнение это предположение.
|
|
|
|
Изучив большой набор лунных образцов с использованием высокоточных тройных изотопов кислорода, исследователи из Университетской ассоциации космических исследований (USRA) пришли к выводу, что метеориты во время последней тяжелой бомбардировки могли обеспечить лишь небольшую часть земной воды. Исследовательскую группу возглавлял доктор Тони Гаргано из Лунного и планетарного института USRA (LPI) и Университета Нью-Мексико (UNM). Как они объясняют в своем исследовании, данные о поверхности Луны устанавливают жесткие ограничения на поступление летучих веществ, даже по самым скромным оценкам.
|
|
|
|
На Земле движение тектонических плит постоянно обновляет поверхность, эффективно стирая все следы древних столкновений. Но на Луне, которая лишена воздуха и не испытывала геологической активности миллиарды лет, геологическая летопись, сохранившаяся со времен последней тяжелой бомбардировки, была тщательно сохранена. На протяжении десятилетий ученые анализировали образцы, доставленные астронавтами "Аполлона", чтобы расшифровать эту историю, используя конкретные элементы. Сюда входят сидерофильные ("металлолюбивые") элементы, которые в изобилии содержатся в метеоритах, но которых мало в силикатной коре Луны.
|
|
|
|
|
|
|
Это довольно сложная задача из-за природы реголита, который может плавиться и испаряться при ударах и многократно перерабатывать осажденные материалы. Аналогичным образом, геологические процессы могут отделять металл от силиката, что усложняет работу по восстановлению типов материалов и объемов их доставки.
|
|
|
|
Как объяснил Гаргано, "Лунный реголит - одно из редких мест, где мы все еще можем интерпретировать интегрированные во времени данные о том, что происходило в окрестностях Земли в течение миллиардов лет. Кислородно-изотопный анализ позволяет нам выделить ударный сигнал из смеси, которая плавилась, испарялась и перерабатывалась бесчисленное количество раз. Образцы, взятые с "Аполлона", являются отправной точкой для сравнения Луны с Солнечной системой в целом.
|
|
|
|
"Когда мы помещаем лунный грунт и метеориты в одну и ту же изотопно-кислородную шкалу, мы проверяем идеи о том, какие виды тел поставляли воду во внутреннюю часть Солнечной системы. В конечном счете, это вопрос о том, почему Земля стала пригодной для жизни и как здесь вообще были собраны необходимые для жизни ингредиенты".
|
|
|
|
Гаргано и его коллеги применили другой подход, сосредоточившись на изотопах кислорода, а не на "металлолюбивых" индикаторах, которые составляют наибольшую массовую долю горных пород. Его тройной изотоп также может быть использован для разделения двух противоречивых характеристик, которые часто путают в лунном реголите: добавление ударного материала и влияние вызванного ударом испарения на изотопный состав. Измерив смещения изотопов кислорода в лунных образцах, команда обнаружила, что по меньшей мере 1% их массы состоит из материала, связанного с ударами, вероятно, из углеродистых метеоритов (С-типа), которые частично испарились при ударе.
|
|
|
|
Исходя из этого, они установили верхние пределы количества воды, доставляемой в систему Земля-Луна с помощью ударных установок, показывая, что со времени последней тяжелой бомбардировки было доставлено лишь незначительное количество воды по сравнению с существующими запасами воды на Земле. В то время как океаны покрывают более 71% поверхности Земли, сама вода составляет лишь около 0,023% от общей массы Земли. Тем не менее, это все равно составляет примерно 1,46 секстиллиона (1,46 х 1021) килограммов, или 1,6 сотни квинтиллионов тонн. Хотя метеориты, возможно, доставили лишь малую толику этой воды, их вклад, возможно, был очень важен для Луны.
|
|
|
|
"Наши результаты не говорят о том, что метеориты не доставляли воду", - сказал соавтор исследования доктор Джастин Саймон (Justin Simon) из подразделения НАСА ARES. "Они говорят, что из-за длительного пребывания на Луне поздние метеориты являются основным источником воды для океанов Земли".
|
|
|
|
В настоящее время запасы воды на Луне в основном сосредоточены в областях с постоянной тенью, которые обычно находятся в полярных областях с большим количеством кратеров. По этой причине НАСА и другие космические агентства, в частности, Европейское космическое агентство (ESA), Китайское пилотируемое космическое агентство (CMSA) и Роскосмос, планируют создать места обитания в бассейне Южный полюс-Эйткен. Легкий доступ к водяному льду необходим для обеспечения постоянного присутствия людей, обеспечивая все - от питьевой воды и орошения сельскохозяйственных культур до защиты от радиации и средств для производства жидкого водорода и кислородного топлива.
|
|
|
|
Это присутствие, в свою очередь, позволит создать жизненно важную для науки инфраструктуру, такую как радиотелескопы, которые не будут подвержены помехам с Земли и Солнца. Следовательно, небольшое количество воды, выделяемой в результате столкновений, может стать единственным важным фактором, способствующим "Великому переселению" человечества в космос.
|
|
|
|
Как объяснил Херардо, "Я принадлежу к следующему поколению ученых "Аполлона" — людей, которые не участвовали в миссиях, но были обучены работе с образцами и ответам на вопросы, которые "Аполлон" сделал возможными. Ценность Луны в том, что она дает нам реальную информацию: реальный материал, который мы можем измерить в лаборатории и использовать для закрепления результатов, полученных с помощью метеоритов и телескопов".
|
|
|
|
Источник
|
