من أين أتت المياه؟

تعتبر إمدادات المياه على الأرض مهمة للغاية لقدرتها على الحفاظ على الحياة ، ولكن من أين أتت تلك المياه؟ هل كانت موجودة عندما تشكلت الأرض ، أم تم توفيرها لاحقًا بواسطة نيازك أو مذنبات من الفضاء؟

لطالما كان مصدر مياه الأرض موضع نقاش ، ويعتقد العلماء في مختبر لورانس ليفرمور الوطني (LLNL) أن لديهم الإجابة – واكتشفوها من خلال النظر إلى صخور القمر.

تم تشكيل نظام الأرض والقمر في البداية معًا من خلال تأثير جسمين كبيرين تاريخ عائلة الطاقة الشمسية، تاريخهم مرتبط إلى حد كبير. بسبب الصفائح التكتونية للقمر وقلة الطقس ، وهي العمليات التي تميل إلى تدمير موارد الأرض أو حجبها ، فإن القمر في الواقع مكان رائع للبحث عن آثار تاريخ المياه على الأرض.

على الرغم من أن 70 في المائة من سطح الأرض مغطى بالمياه ، فإن الكوكب بأكمله جاف نسبيًا مقارنة بالعديد من الأجسام الأخرى في النظام الشمسي. ولا يزال القمر جافًا. الحكمة التقليدية هي أن نقص الأنواع المتطايرة (مثل الماء) على الأرض – وخاصة على القمر – أدى إلى انخفاض في المكونات المتطايرة بسبب هذا التأثير العنيف.

لكن بالنظر إلى التركيب النظائري للصخور القمرية ، وجد الفريق أن الأجسام المشاركة في تكوين نظام الأرض والقمر لديها مستويات منخفضة جدًا من المكونات المتطايرة قبل الاصطدام ، وليس بسببها. على وجه الخصوص ، استخدمت المجموعة كميات مقارنة من نظير الروبيديوم -87 المتطاير والمشع (⁸⁷Rb) ، المشتق من ابنته نظير السترونتيوم -87 (⁸⁷Sr) ، لتحديد ميزانيتها عند تكوين Rb في نظام Earth-Moon. لأن الفريق اكتشف ذلك ⁸⁷كان الأب ، الوكيل لميزانية القمر غير المستقرة على المدى الطويل ، منخفضًا جدًا لدرجة أن كلا الجسمين المتصادمين كان من الممكن أن يكون جافًا ، ولا يمكن إضافته بعد ذلك بكثير.

“ولدت الأرض إما بالماء الذي لدينا ، أو نقيًا بشكل أساسي h₂أوه ، ليس كثيرا فيه. هذا العمل يقضي على النيازك أو الكويكبات كمصادر مائية محتملة على الأرض ويشير بقوة إلى الرغبة في “الولادة” ، كما قال عالم الكيمياء الكونية جريج برينيكا ، المؤلف المشارك للدراسة.

يقلل هذا العمل بشكل كبير من الموارد المحتملة لمياه الأرض ، ويكشف أن كلا الأجسام الكبيرة المتصادمة يجب أن تكون قد أتت من النظام الشمسي الداخلي ، وأن هذا الحدث لا يمكن أن يكون قد حدث قبل 4.45 مليار سنة. نافذة القمر.

وفقًا لارس بورك ، المؤلف الرئيسي للدراسة ، “لم يكن هناك سوى أنواع قليلة من المواد التي تتكون منها الأرض والقمر ، ولم تكن جذابة – فقد كانا جسمين كبيرين تشكلا بعد حوالي 100 مليون سنة من تكوين النظام الشمسي. ولكن لحسن الحظ بالنسبة لنا ، فعلوا ذلك “.

ملاحظة: لارس إي. بورك ، جريجوري أ. برينكا وتوماس س. كروجر ، 14 فبراير 2022 ، “أصل العناصر المتبخرة في نظام الأرض والقمر” عمليات الأكاديمية الوطنية للعلوم.
DOI: 10.1073 / pnas.2115726119

يظهر في البحث عمليات الأكاديمية الوطنية للعلوم. ساهم عالم LLNL توماس كروجر أيضًا في البحث. بتمويل ناسا ومشروع البحث والتطوير الموجه بالمختبر.