Voda čini 71% Zemljine površine, ali niko ne zna kako i kada su tolike količine vode stigle na Zemlju.
Nova studija objavljena u časopisu Nature dovodi naučnike korak bliže odgovoru na to pitanje. Predvođeni docentom geologije Univerziteta Merilend Megan Njukomb, istraživači su analizirali otopljene meteorite koji su lebdeli u svemiru od formiranja Sunčevog sistema pre 4 1/2 milijarde godina. Otkrili su da ovi meteoriti imaju izuzetno nizak sadržaj vode – u stvari, bili su među najsuvljim vanzemaljskim materijalima ikada izmerenim.
Ovi rezultati, koji su omogućili istraživačima da ih isključe kao primarni izvor vode na Zemlji, mogli bi imati važne implikacije za potragu za vodom – i životom – na drugim planetama. Takođe pomaže istraživačima da shvate malo verovatne uslove koji su usklađeni da bi Zemlja postala naseljiva planeta.
„Želeli smo da razumemo kako je naša planeta uspela da dobije vodu jer to nije sasvim očigledno“, rekao je Njukomb. „Izazov je nabaviti vodu i imati površinske okeane na planeti koja je mala i relativno blizu Sunca.
Tim istraživača analizirao je sedam otopljenih ili ahondritskih meteorita koji su se srušili na Zemlju milijardama godina nakon što su se odvojili od najmanje pet planetezimala – objekata koji su se sudarili i formirali planete u našem solarnom sistemu. U procesu poznatom kao topljenje, mnogi od ovih planetezimala su zagrejani raspadom radioaktivnih elemenata u ranoj istoriji Sunčevog sistema, što je dovelo do njihovog razdvajanja u slojeve sa korom, plaštom i jezgrom.
Pošto su ovi meteoriti pali na Zemlju tek nedavno, ovaj eksperiment je bio prvi put da je iko ikada izmerio njihove isparljive materije. Diplomirani student geologije UMD-a, Liam Peterson, koristio je elektronsku mikrosondu za merenje nivoa magnezijuma, gvožđa, kalcijuma i silicijuma, a zatim se pridružio Njukombu u Laboratoriji za Zemlju i planete Karnegi instituta za nauku kako bi izmerio njihov sadržaj vode pomoću instrumenta sekundarne jonske masene spektrometrije.
„Izazov analize vode u ekstremno suvim materijalima je u tome što se bilo koja kopnena voda na površini uzorka ili unutar mernog instrumenta može lako otkriti, kvareći rezultate“, rekao je koautor studije Konel Aleksander, naučnik sa Karnegi instituta za nauku. .
Da bi smanjili kontaminaciju, istraživači su prvo ispekli svoje uzorke u vakuumskoj pećnici na niskoj temperaturi kako bi uklonili bilo kakvu površinsku vodu. Pre nego što su uzorci mogli da se analiziraju u sekundarnom jonskom masenom spektrometru, uzorci su morali da se još jednom osuši.
„Morao sam da ostavim uzorke ispod turbo pumpe — zaista visokokvalitetnog vakuuma — više od mesec dana da bih izvukao dovoljno kopnene vode“, rekao je Njukomb.
Neki od njihovih uzoraka meteorita došli su iz unutrašnjeg Sunčevog sistema, gde se nalazi Zemlja i gde se generalno pretpostavlja da su uslovi bili topli i suvi. Drugi ređi uzorci došli su iz hladnijih, ledenih spoljašnjih delova našeg planetarnog sistema. Iako se generalno smatralo da je voda na Zemlju došla iz spoljašnjeg Sunčevog sistema, tek treba da se utvrdi koje vrste objekata su mogle da prenesu tu vodu preko Sunčevog sistema.
„Znali smo da je mnogo spoljašnjih objekata Sunčevog sistema diferencirano, ali se nekako implicitno pretpostavljalo da zato što su iz spoljašnjeg solarnog sistema, oni takođe moraju da sadrže mnogo vode“, rekla je Sune Nilsen, koautorka studije i geolog na okeanografskoj instituciji Voods Hole. „Naš list pokazuje da to definitivno nije slučaj. Čim se meteoriti istope, više nema vode.“
Nakon analize uzoraka meteorita ahondrita, istraživači su otkrili da voda čini manje od dva milioniti deo njihove mase. Poređenja radi, najvlažniji meteoriti — grupa koja se zove ugljenični hondriti — sadrže do oko 20% vode po težini, ili 100.000 puta više od uzoraka meteorita koje su proučavali Njukomb i njeni koautori.
To znači da zagrevanje i otapanje planetezimala dovodi do skoro potpunog gubitka vode, bez obzira na to odakle su ovi planetezimali nastali u Sunčevom sistemu i sa koliko vode su počeli. Njukomb i njeni koautori otkrili su da, suprotno popularnom verovanju, nisu svi spoljašnji objekti Sunčevog sistema bogati vodom. Ovo ih je navelo da zaključe da je voda verovatno dopremljena na Zemlju preko neotopljenih ili hondritskih meteorita.
Nevcombe je rekao da njihovi nalazi imaju primjenu izvan geologije. Naučnici mnogih disciplina — a posebno istraživači egzoplaneta — zainteresovani su za poreklo vode na Zemlji zbog njenih dubokih veza sa životom.
„Voda se smatra sastojkom za život da bi mogao da cveta, tako da dok gledamo u univerzum i pronalazimo sve ove egzoplanete, počinjemo da rešavamo koji bi od tih planetarnih sistema mogli biti potencijalni domaćini za život“, rekao je Njukomb. „Da bismo mogli da razumemo ove druge solarne sisteme, želimo da razumemo svoj sopstveni.“
