Voda je všade na našej planéte. Ak nenaráža o pobrežie, búši na strechu, kvapká z kohútika, alebo sa hromadí priamo na mieste, kam ste práve vstúpili. Ale ako sa sem dostala všetka tá voda?
Je to otázka, ktorá už roky zamestnáva planetárnych vedcov. Vznikli planéty ako Zem, Mars, Venuša a Merkúr, ktoré vyschli z prachu a tepla vnútornej slnečnej sústavy, len aby boli neskôr zmáčané vodou z ľadových komét? Alebo suchšie asteroidy a zrážky asteroidov priniesli mokré veci?
„Voda je rozhodujúca pre život, ako ho poznáme, a je tiež nevyhnutná pre vývoj planét. Voda mení spôsob, akým sa horniny správajú, takže načasovanie príchodu vody na Zem skutočne ovplyvňuje jej geologický vývoj,“ hovorí Terik Daly, planetárny geológ. „Už nejaký čas vieme, že asteroidy a kométy nesú vodu a pravdepodobne tak sa voda dostala na Zem. Ale detaily tohto procesu boli akousi čiernou skrinkou.“
Počítačové modely nám začínajú dávať odpovede na tieto otázky. Ale modely idú len tak ďaleko. Aby ste skutočne pochopili, ako tento systém dodávky vody funguje, musíte ho sledovať. Údery meteoritov sú však notoricky nepredvídateľné, a tak sa výskumníci rozhodli vytvoriť svoj vlastný s pomocou superveľkej pištole v Ames Research Center NASA. Výskum, ktorý viedol Daly, bol práve zverejnený tento týždeň
Vedecké pokroky.„Modely nárazu nám hovoria, že nárazové telesá by sa mali úplne zbaviť prchavosti pri mnohých rýchlostiach nárazu bežných v slnečnej sústave, čo znamená všetka voda, ktorú obsahujú, sa len vyvarí v horúčave nárazu,“ povedal spoluautor štúdie a geovedec Pete Schultz. vyhlásenie. "Ale príroda má tendenciu byť zaujímavejšia ako naše modely, a preto musíme robiť experimenty."
NASA postavila Vertikálny dostrel zbraní Ames v 60. rokoch 20. storočia na pomoc výskumníkom pracujúcim na programe Apollo, ktorí sa snažili zistiť, aký je povrch Mesiaca. Vedci ho stále používajú na spojenie vecí, aby získali skutočný pohľad na to, čo je zvyčajne modelované iba počítačmi.
Na simuláciu asteroidu bohatého na vodu dopadajúceho na povrch iného asteroidu tím vystrelil pelety horniny nie väčšie ako bb pelety do tenkého pemzového prášku. Pemza je sklo, ktoré vzniká, keď láva veľmi rýchlo ochladzuje, a prášková látka môže byť podobná povrchu asteroidu. Prehrievali pemzu hodinu a pol pri teplotách nad 1 500 stupňov Fahrenheita, aby sa z nej upiekla všetka voda.
Vodu do tohto suchého prášku dodávali pelety serpentínu, minerálu nájdeného na Zemi, ktorý už veľa vody viazanej na jeho molekulárnu štruktúru – nachádza sa aj v meteoritoch nazývaných uhlíkaté chondrity.
Vertikálna pištoľ je nabitá, pod ňou je zoradený podnos s ultra vysušenou pemzou a potom... prásk! Za sekundu je po všetkom.
Hadovitá peleta naráža na povrch pemzy rýchlosťou viac ako 11 000 míľ za hodinu a pretrháva tenký mylarový podnos, ktorý ju drží. Úlomky kameňa sa rozletia a náraz stačí na roztavenie častí kameňa aj pemzy, čím sa vytvorí sklo. A v tom pohári bola voda.
Namiesto toho, aby sa pri náraze jednoducho vyvarila, časť vody uviazla. Časť zostala uväznená v kúskoch projektilu, ktorý sa roztrhol, keď dopadol na povrch pemzy, ale veľa z nich sa zmiešalo s roztaveným sklom. Ak by to bol skutočný dopad asteroidu, znamená to, že k cieľu by bolo stále veľa vody.
Výsledky ukazujú len to, ako by vyzeral asteroid narážajúci na iný asteroid, nie asteroid narážajúci na väčší objekt, ako je Zem alebo Mesiac. Simulácia týchto dopadov by si vyžadovala oveľa výkonnejšie vybavenie, ale to nám veľa hovorí o tom, ako by tento proces mohol fungovať na väčších telách.
"Experimenty, ktoré robíme v laboratóriu, sú malé a planéty a asteroidy sú veľmi veľké." Ale berieme to, čo vidíme v laboratóriu a snažíme sa tomu veľmi dobre porozumieť a berieme to, čo vieme o vplyve fungujú vo veľkom meradle a využívajú tieto princípy na usmernenie výsledkov toho, ako tieto experimenty interpretujeme,“ Daly hovorí.
Napríklad geovedci vedia, že na Mesiaci sú rýchlosti dopadu oveľa vyššie ako to, čo robia v laboratóriu. A tiež vedia, že nárazy, ku ktorým dochádza pri vyšších rýchlostiach, produkujú viac roztaveného materiálu. Ak nárazová tavenina na Mesiaci zachytáva vodu rovnakým spôsobom ako tavenina v experimentoch, potom by experimentálne mechanizmy mali obstáť v ešte väčších mierkach.
V ideálnom prípade by sa Daly a kolegovia chceli bližšie pozrieť na asteroidy v slnečnej sústave podpisy vody na ich povrchu, aby sa zistilo, či percento zachytenej vody zodpovedá ich experimentálne výsledky. Mohlo by to pomôcť výskumníkom pochopiť niektoré základné dynamiky slnečnej sústavy dnes a tiež poskytnúť určitý pohľad na to, ako sa naša slnečná sústava a planéta formovali.
„Celá otázka o pôvode vody a o tom, odkiaľ pochádza a ako sa sem dostala, je skutočne dôležitá pochopenie formovania a vývoja Zeme a v najväčšom meradle, ako sa stala miestom, kde sa nachádzame dnes,“ hovorí Daly.