آب‌های زمین حاصل سنگ‌های فضایی و بادهای خورشیدی هستند

نمونه‌های جمع‌آوری‌شده از سیارک ایتوکاوا به‌وسیله‌ی کاوشگر ژاپنی هایابوسا نشان می‌دهند آب‌های زمین ممکن است از خورشید سرچشمه گرفته باشند. این آب احتمالاً به‌شکل ذره‌های غبار که بر‌اثر تعامل بادهای خورشیدی به‌وجود آمده‌اند، روی زمین باریده است. بادهای خورشیدی ذرات بارداری هستند که از خورشید سرچشمه می‌گیرند. لوک دیلی، دانشمند سیاره‌ای در دانشگاه گلاسگوی بریتانیا و مؤلف ارشد مقاله، دراین‌باره می‌گوید:

بادهای خورشیدی جریان‌هایی هستند که غالبا از هیدروژن و هلیوم تشکیل شده‌اند و به‌صورت پیوسته از خورشید به داخل فضا منتشر می‌شوند. وقتی یون‌های هیدروژن با سطح بدون هوایی مثل سطح یک سیارک یا ذرات غبار فضایی برخورد کنند، می‌توانند تا چند‌ده نانو‌متر زیر سطح آن نفوذ کنند و بر ترکیب شیمیایی سنگ‌ها تأثیر بگذارند.

این تأثیر آب‌و‌هوایی یون‌های هیدروژن به‌مرور‌زمان باعث استخراج اتم‌های اکسیژن از مواد داخل سنگ‌ها و تبدیل آن‌ها به آب می‌شود که درون سیارک محبوس می‌مانند. این مکانیزم می‌تواند حلقه‌ی اتصال گمشده‌ای برای توجیه فراوانی و ترکیب شیمیایی آب روی زمین باشد. ۷۰ درصد از سطح زمین با آب پوشیده شده است که بسیار بیشتر از هر سیاره‌ی دیگری در کل منظومه‌ی شمسی است؛ اما هیچ‌کدام از نظریه‌های موجود نمی‌توانند به‌طور کامل آب روی زمین را توجیه کنند.

تفاوت در ترکیب ایزوتوپی باعث شد پژوهشگران به این باور برسند که حداقل یک منبع دیگر برای آب مایع روی زمین وجود دارد. ایزوتوپ‌ها شکل‌هایی متفاوت از عناصر شیمیایی یکسان هستند که تنها در تعداد نوترون‌ها با یکدیگر تفاوت دارند. کندریت کربن‌دار معمولاً آب با دوتریوم بیشتر دارند. دوتریوم شکلی از اتم هیدروژن با یک نوترون است؛ درحالی‌که هیدروژن روی زمین موسوم به پروتیوم سبک‌تر است و هیچ نوترونی ندارد.

تیمی از پژوهشگران در جست‌وجوی منابع دیگر آب روی زمین با استفاده از روشی جدید به نام پرتونگاری مقطعی اتمی، ترکیب نوع سنگی سیارکی غنی از سیلیکون اکسید را تحلیل کردند. آنان با استفاده از این تکنیک ساختار اتمی این ذرات را اندازه‌گیری کردند تا مولکول‌های آبی مستقل را کشف کنند. نمونه‌های تحلیل‌شده در این پژوهش از سیارک ایتوکاوا گرفته شدند که کاوشگر ژاپنی هایابوسا از آن‌ها بازدید کرد و این تکه‌سنگ را در سال ۲۰۱۰ به زمین بازگرداند.

قطعه‌ای از سیارک ایتوکاوا

فیل بلاند، رئیس مرکز فناوری و علوم فضایی در دانشگاه کورتین استرالیا و یکی از مؤلفان پژوهش جدید، بیان می‌کند:

با این روش، می‌توانیم نگاهی دقیق به پنجاه نانومتر اول یا سطح ذرات غبار ایتوکاوا بیندازیم. این سیارک در چرخه‌ای ۱۸ ماهه به دور خورشید می‌چرخد. مقدار آب موجود در این سیارک احتمالاً به ۲۰ لیتر به‌ازای هر مترمکعب سنگ می‌رسد.

ذراتی که بر‌اثر تعامل غبار ایتوکاوا با بادهای خورشیدی تولید شده‌اند، هیدروژن سبک‌وزن‌تری از سیارک‌های غنی از کربن دارند. بلاند می‌افزاید:

شواهد نشان می‌دهند ذرات درشت‌تر که با بادهای خورشیدی واکنش داده‌اند و میلیاردها سال پیش به زمین برخورد کردند، می‌توانند منبع ذخیره‌ی گم‌شده‌ی آب روی زمین باشند.

یکی از مشکلات اکتشافات فضایی آینده‌ی انسان تأمین آب کافی برای بقا و انجام وظایف در فضا است؛ به‌طوری‌که به انتقال آب از زمین نیاز نباشد. منطقی است که شرایط آبی ایتوکاوا با دیگر دنیاهای مشابه یکسان باشد. این یعنی کاوشگران فضایی می‌توانند به منابع تازه‌ی آب دسترسی پیدا کنند.

این پژوهش ۲۹ نوامبر در مجله‌ی Nature Astronomy منتشر شد.