地球上の水:それは本当に宇宙の塵から来たのですか?

スペースダスト | eTurboNews | | eTN
宇宙塵は地球に水をもたらします

科学者の国際チームは、ありそうもない犯人である太陽を指し示す説得力のある新しい証拠を明らかにした後、地球上の水の起源に関する重要な謎を解いたかもしれません。

本日ジャーナルに掲載された新しい論文で ネイチャーアストロノミー、 英国、オーストラリア、アメリカの研究者チームは、古代の小惑星の新しい分析が、惑星が形成されたときに地球外の塵の粒子が地球に水を運んだことをどのように示唆しているかを説明しています。

穀物の水はによって生成されました 宇宙風化、太陽風として知られている太陽からの荷電粒子が粒子の化学組成を変化させて水分子を生成するプロセス。 

この発見は、異常に水が豊富な地球が、太陽系の他のどの岩石惑星よりもはるかに多く、その表面の70%を覆う海をどこで手に入れたのかという長年の質問に答えることができます。 それはまた、将来の宇宙ミッションが空気のない世界で水源を見つけるのを助けるかもしれません。

惑星科学者は、地球の海の源について何十年もの間困惑してきました。 ある理論は、C型小惑星として知られているXNUMXつのタイプの水を運ぶスペースロックがもたらした可能性があることを示唆しています 地球への水 4.6億年前の形成の最終段階にあります。  

その理論をテストするために、科学者は以前に、水に富む炭素質コンドライト隕石として地球に落下したC型小惑星の塊の同位体「指紋」を分析しました。 隕石水中の水素と重水素の比率が陸生の水の比率と一致する場合、科学者はC型隕石が原因である可能性が高いと結論付けることができます。

結果はそれほど明確ではありませんでした。 いくつかの水に富む隕石の重水素/水素の指紋は確かに地球の水と一致しましたが、多くは一致しませんでした。 平均して、これらの隕石の液体の指紋は、地球のマントルや海で見つかった水と一致していませんでした。 代わりに、地球は異なる、わずかに軽い同位体指紋を持っています。 

言い換えれば、地球の水の一部はC型隕石から来たに違いありませんが、形成中の地球は、太陽系のどこかで発生した少なくともXNUMXつの同位体光源から水を受け取ったに違いありません。 

グラスゴー大学主導のチームは、原子プローブトモグラフィーと呼ばれる最先端の分析プロセスを使用して、C型よりも太陽に近い軌道を回るS型小惑星と呼ばれる異なるタイプの宇宙岩からのサンプルを精査しました。 彼らが分析したサンプルは、イトカワと呼ばれる小惑星からのもので、日本の宇宙探査機「はやぶさ」によって収集され、2010年に地球に帰還しました。

アトムプローブトモグラフィーにより、チームは一度にXNUMX原子ずつ粒子の原子構造を測定し、個々の水分子を検出することができました。 彼らの発見は、宇宙風化によってイトカワからのダストサイズの粒子の表面のすぐ下にかなりの量の水が生成されたことを示しています。 

初期の太陽系は非常にほこりの多い場所であり、宇宙に浮遊するほこりの粒子の表面の下で生成される多くの機会の水を提供していました。 この水に富む塵は、地球の海洋の供給の一部として、C型小惑星と一緒に初期の地球に降り注いだであろうと研究者達は示唆している。

グラスゴー大学地理地球科学部のLukeDaly博士は、この論文の筆頭著者です。 デイリー博士は次のように述べています。「太陽風は主に水素イオンとヘリウムイオンの流れであり、太陽から宇宙へと絶えず流れています。 これらの水素イオンは、小惑星や宇宙空間の塵の粒子などの空気のない表面に当たると、表面から数十ナノメートル下に浸透し、岩石の化学組成に影響を与える可能性があります。 時間の経過とともに、水素イオンの「宇宙風化」効果により、岩石の材料から十分な酸素原子が放出され、Hが生成されます。2O –水–小惑星のミネラルに閉じ込められています。

「重要なことに、初期の太陽系によって生成されたこの太陽風由来の水は、同位体的に軽いです。 これは、太陽風によって吹き飛ばされ、数十億年前に形成された地球に引き込まれた、きめの細かい塵が、惑星の水の失われた貯水池の原因である可能性があることを強く示唆しています。」

カーティン大学地球惑星科学部のジョン・カーティン著名教授であり、論文の共著者であるフィル・ブランド教授は、次のように述べています。 50ヶ月周期で太陽を周回するイトカワのダスト粒子の分布。 宇宙風化したリムのこの断片には十分な水が含まれていることがわかりました。これを拡大すると、岩石18立方メートルあたり約20リットルになります。」

パデュー大学の地球・大気・惑星科学部の共著者であるミシェル・トンプソン教授は、次のように述べています。 宇宙に浮かぶ小さな塵の粒子が、地球の水の同位体組成に関する本のバランスをとるのにどのように役立つかについての並外れた洞察を与え、その起源の謎を解くのに役立つ新しい手がかりを与えてくれます。」

研究者たちは、テストの結果が正確であることを確認するために細心の注意を払い、結果を検証するために他のソースで追加の実験を行いました。

デイリー博士は次のように付け加えました。「カーティン大学の原子プローブ断層撮影システムは世界クラスですが、ここで行っていた水素の分析に実際に使用されたことはありませんでした。 私たちが見た結果が正確であることを確認したかったのです。 私は2018年の月惑星科学会議で予備的な結果を発表し、出席した同僚が私たちの調査結果を彼ら自身のサンプルで検証するのを手伝ってくれるかどうか尋ねました。 嬉しいことに、NASAジョンソン宇宙センターとハワイ大学マノア校、パーデュ、バージニア州、北アリゾナ大学、アイダホ州、サンディア国立研究所の同僚全員が支援を申し出ました。 彼らは水素の代わりにヘリウムと重水素を照射した同様の鉱物のサンプルを私たちに与えました、そしてそれらの材料の原子探査結果から、私たちがイトカワで見たものは地球外起源であることがすぐに明らかになりました。

「この研究を支援してくれた同僚は、本当に宇宙風化の夢のチームに相当するので、私たちが収集した証拠に非常に興奮しています。 それは、初期の太陽系がどのように見えたか、そして地球とその海がどのように形成されたかについてのより良い理解への扉を開くことができました。」

この論文の共著者であるホノルルのハワイ大学マノア校のジョン・ブラッドリー教授は、次のように付け加えました。最近XNUMX年前、太陽風の照射が太陽系の水の起源に関連しているという考え、地球の海との関連性ははるかに低いので、懐疑的に迎えられたでしょう。 水が生成されることを初めて示すことによって その場 小惑星の表面で、私たちの研究は、太陽風と酸素に富む塵の粒子との相互作用が実際に水を生成するという証拠の蓄積に基づいています。 

「微惑星降着が始まる前に太陽星雲全体に豊富にあった塵が必然的に照射されたので、このメカニズムによって生成された水は惑星系の水の起源とおそらく地球の海洋の同位体組成に直接関係しています。」

宇宙風化された表面にどれだけの水が含まれるかについての彼らの推定はまた、将来の宇宙探検家が最も乾燥しているように見える惑星でさえ水の供給を製造する方法を示唆しています。 

ハワイ大学マノア校の共著者であるホープ・イシイ教授は、次のように述べています。 。 

「イトカワで水を作り出したのと同じ宇宙風化プロセスが、月や小惑星ベスタのような多くの空気のない世界である程度起こったと考えるのは合理的だと思います。 これは、宇宙探検家が惑星の表面のほこりから直接新鮮な水を処理できる可能性があることを意味する可能性があります。 惑星を形成したプロセスが、私たちが地球を越えて手を差し伸べるときに、人間の生活をサポートするのに役立つと考えるのはエキサイティングです。」 

デイリー博士は次のように付け加えました。「NASA​​のアルテミスプロジェクトは、月に恒久的な基地を設立することを目指しています。 この研究でイトカワで発見された太陽風を利用した同様の貯水池が月面にあるとすれば、それはその目標を達成するのに役立つ膨大で貴重な資源となるでしょう。」

「地球の海への太陽風の貢献」というタイトルのチームの論文は、 ネイチャーアストロノミー。 

グラスゴー大学、カーティン大学、シドニー大学、オックスフォード大学、ハワイ大学マノア校、自然史博物館、イダ国立研究所、ロッキードマーティン、サンディア国立研究所、NASAジョンソン宇宙センターの研究者バージニア大学、北アリゾナ大学、パーデュー大学はすべてこの論文に貢献しました。 

著者,

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リンダ・S・ホーンホルツ

リンダ・ホーンホルツは、 eTurboNews 長年。 彼女はすべてのプレミアム コンテンツとプレス リリースを担当しています。

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