هذه الصخرة الفضائية تحمل أدلة على كيفية حصول الأرض على مياهها

كلوريد الصوديوم ، المعروف باسم ملح الطعام ، ليس بالضبط نوع المعدن الذي يجذب خيال العلماء. ومع ذلك ، فإن القليل من بلورات الملح الصغيرة المكتشفة في عينة من كويكب أثارت حماس الباحثين في مختبر القمر والكواكب بجامعة أريزونا ، لأن هذه البلورات لا يمكن أن تتشكل إلا في وجود الماء السائل.

الأمر الأكثر إثارة للاهتمام ، وفقًا لفريق البحث ، هو حقيقة أن العينة تأتي من كويكب من النوع S ، وهي فئة من المعروف أنها تفتقر في الغالب إلى المعادن الرطبة (الحاملة للماء). يشير الاكتشاف بقوة إلى أن عددًا كبيرًا من الكويكبات التي تندفع عبر النظام الشمسي قد لا تكون جافة كما كان يعتقد سابقًا. تم نشر الاكتشاف في علم الفلك الطبيعي، يعطي دفعة متجددة للفرضية القائلة بأن معظم المياه على الأرض ، إن لم يكن كلها ، ربما وصلت عن طريق الكويكبات خلال طفولة الكوكب المضطربة.

أجرى زيغا ومؤلف الدراسة الرئيسي شوفان تشي ، زميل ما بعد الدكتوراه في مختبر القمر والكواكب ، تحليلًا مفصلاً للعينات التي تم جمعها من كويكب إيتوكاوا في عام 2005 من قبل بعثة هايابوسا اليابانية وتم إحضارها إلى الأرض في عام 2010.

الدراسة هي الأولى التي تثبت أن بلورات الملح نشأت في الجسم الأصل للكويكب ، واستبعدت أي احتمال قد تكون قد تكونت نتيجة للتلوث بعد وصول العينة إلى الأرض ، وهو السؤال الذي أصاب الدراسات السابقة التي وجدت كلوريد الصوديوم في النيازك. من أصل مماثل.

قال توم زيغا ، كبير مؤلفي الدراسة وأستاذ علوم الكواكب في مختبر UArizona للقمر والكواكب: “تبدو الحبوب تمامًا مثل ما ستراه إذا أخذت ملح الطعام في المنزل ووضعته تحت المجهر الإلكتروني”. “إنها هذه البلورات المربعة اللطيفة. كان الأمر مضحكًا أيضًا ، لأن لدينا العديد من المحادثات الجماعية المفعمة بالحيوية عنهم ، لأنها كانت غير واقعية للغاية.”

قال زيغا إن العينات تمثل نوعًا من الصخور غير الأرضية المعروفة باسم كوندريت عادي. يُشتق هذا النوع من الكويكبات من النوع S مثل إيتوكاوا ، ويشكل هذا النوع حوالي 87٪ من النيازك التي تم جمعها على الأرض. تم العثور على عدد قليل جدًا منهم يحتوي على معادن حاملة للماء.

قال زيغا ، مدير مرفق كويبر لتصوير وتوصيف المواد في مختبر القمر والكواكب: “لطالما كان يُعتقد أن الكوندريتات العادية مصدر غير محتمل للمياه على الأرض”. “يخبرنا اكتشافنا لكلوريد الصوديوم أن هذه المجموعة من الكويكبات يمكن أن تحتوي على كمية من الماء أكثر بكثير مما كنا نظن.”

اليوم ، يتفق العلماء إلى حد كبير على أن الأرض ، إلى جانب الكواكب الصخرية الأخرى مثل الزهرة والمريخ ، تشكلت في المنطقة الداخلية لسحابة الغاز والغبار الدوامة حول الشمس الفتية ، والمعروفة باسم السديم الشمسي ، حيث كانت درجات الحرارة مرتفعة للغاية. – مرتفع جدًا بحيث يتكثف بخار الماء من الغاز ، وفقًا لتشي.

وقال تشي “بعبارة أخرى ، كان لابد من إيصال المياه هنا على الأرض من الروافد الخارجية للسديم الشمسي ، حيث كانت درجات الحرارة أكثر برودة مما سمح بوجود الماء ، على الأرجح على شكل جليد”. السيناريو الأكثر ترجيحًا هو أن المذنبات أو نوع آخر من الكويكبات المعروفة باسم الكويكبات من النوع C ، والتي استقرت بعيدًا في السديم الشمسي ، هاجرت إلى الداخل وسلمت حمولتها المائية عن طريق التأثير على الأرض الفتية.

إن اكتشاف أن الماء يمكن أن يكون موجودًا في الكوندريتات العادية ، وبالتالي تم الحصول عليه من أقرب بكثير إلى الشمس من أقربائها “الأكثر رطوبة” ، له آثار على أي سيناريو يحاول تفسير توصيل الماء إلى الأرض المبكرة.

العينة المستخدمة في الدراسة عبارة عن جزيء غبار صغير يمتد حوالي 150 ميكرومترًا ، أو ضعف قطر شعرة الإنسان تقريبًا ، حيث قام الفريق بقص جزء صغير يبلغ عرضه حوالي 5 ميكرون – كبير بما يكفي لتغطية خلية خميرة واحدة – من أجل التحليل.

باستخدام مجموعة متنوعة من التقنيات ، تمكن تشي من استبعاد أن كلوريد الصوديوم كان نتيجة تلوث من مصادر مثل العرق البشري ، أو عملية تحضير العينة أو التعرض لرطوبة المختبر.

نظرًا لأنه تم تخزين العينة لمدة خمس سنوات ، التقط الفريق صورًا قبل وبعد ومقارنتها. وأظهرت الصور أن توزيع حبيبات كلوريد الصوديوم داخل العينة لم يتغير ، مستبعدًا احتمال ترسب أي من الحبوب في العينة خلال تلك الفترة. بالإضافة إلى ذلك ، أجرى تشي تجربة تحكم عن طريق معالجة مجموعة من عينات الصخور الأرضية مثل عينة إيتوكاوا وفحصها بالمجهر الإلكتروني.

وقال إن “العينات الأرضية لم تحتوي على أي كلوريد صوديوم ، لذلك أقنعنا أن الملح الموجود في عينتنا يعود إلى الكويكب إيتوكاوا”. “استبعدنا كل مصدر محتمل للتلوث”.

قال زيغا إن أطنانًا من المواد خارج كوكب الأرض تتساقط على الأرض كل يوم ، لكن معظمها يحترق في الغلاف الجوي ولا يصل إلى السطح أبدًا.

قال: “أنت بحاجة إلى صخرة كبيرة بما يكفي للبقاء على قيد الحياة عند الدخول وتوصيل تلك المياه”.

اقترح العمل السابق في التسعينيات بقيادة الراحل مايكل دريك ، المدير السابق لمختبر القمر والكواكب ، آلية يمكن من خلالها لجزيئات الماء في النظام الشمسي المبكر أن تصبح محاصرة في معادن الكويكبات وحتى تنجو من تأثير على الأرض.

وقال زيغا: “تشير هذه الدراسات إلى أنه يمكن توصيل كمية من المياه في محيطات عديدة من خلال هذه الآلية فقط”. “إذا اتضح الآن أن الكويكبات الأكثر شيوعًا قد تكون أكثر رطوبة بكثير مما كنا نظن ، فإن ذلك سيجعل فرضية توصيل المياه بواسطة الكويكبات أكثر منطقية.”

إيتوكاوا هو كويكب قريب من الأرض على شكل الفول السوداني يبلغ طوله حوالي 2000 قدم وقطره 750 قدمًا ، ويُعتقد أنه انفصل عن جسم أكبر بكثير. وفقًا لتشي وزيغا ، من الممكن أن تتراكم المياه المتجمدة وكلوريد الهيدروجين المجمد هناك ، وأن التحلل الطبيعي للعناصر المشعة والقصف المتكرر بواسطة النيازك خلال الأيام الأولى للنظام الشمسي كان من الممكن أن يوفر حرارة كافية للحفاظ على العمليات الحرارية المائية التي تنطوي على الماء السائل. في النهاية ، كان الجسم الأم قد استسلم للضرب وانقسم إلى أجزاء أصغر ، مما أدى إلى تكوين إيتوكاوا.

قال زيغا: “بمجرد أن تتحد هذه المكونات معًا لتشكل كويكبات ، هناك احتمال لتكوين ماء سائل”. “وبمجرد تكوين السوائل ، يمكنك التفكير فيها على أنها تحتل التجاويف في الكويكب ، ومن المحتمل أن تقوم بعمل كيمياء مائية.”

ومع ذلك ، فإن الأدلة التي تشير إلى أن بلورات الملح في عينة إيتوكاوا كانت موجودة منذ بداية النظام الشمسي لا تنتهي هنا. وجد الباحثون وريدًا من بلاجيوجلاز ، وهو معدن سيليكات غني بالصوديوم ، يمر عبر العينة ، المخصب بكلوريد الصوديوم.

وقال تشي “عندما نرى مثل هذه الأوردة المتغيرة في العينات الأرضية ، نعلم أنها تشكلت عن طريق تغيير مائي ، مما يعني أنه يجب أن يشمل الماء”. “حقيقة أننا نرى أن الملمس مرتبطًا بالصوديوم والكلور هو دليل قوي آخر على أن هذا حدث على الكويكب حيث كان الماء يتدفق عبر هذه السيليكات الحاملة للصوديوم.”