Sa isang bagong papel na inilathala ngayon sa journal Astronomiya ng Kalikasan, isang pangkat ng mga mananaliksik mula sa UK, Australia at America ang naglalarawan kung paano ang bagong pagsusuri ng isang sinaunang asteroid ay nagmumungkahi na ang mga extraterrestrial na butil ng alikabok ay nagdala ng tubig sa Earth habang nabuo ang planeta.
Ang tubig sa mga butil ay ginawa ng space weathering, isang proseso kung saan binago ng mga sisingilin na particle mula sa Araw na kilala bilang solar wind ang kemikal na komposisyon ng mga butil upang makabuo ng mga molekula ng tubig.
Ang paghahanap ay maaaring sagutin ang matagal nang tanong kung saan nakuha ng kakaibang tubig na Earth ang mga karagatan na sumasakop sa 70 porsiyento ng ibabaw nito - higit pa kaysa sa anumang iba pang mabatong planeta sa ating Solar System. Makakatulong din ito sa hinaharap na mga misyon sa kalawakan na makahanap ng mga mapagkukunan ng tubig sa mga walang hangin na mundo.
Ang mga planetary scientist ay naguguluhan sa loob ng ilang dekada tungkol sa pinagmulan ng mga karagatan ng Earth. Ang isang teorya ay nagmumungkahi na ang isang uri ng water-carrying space rock na kilala bilang C-type asteroids ay maaaring nagdala tubig sa planeta sa mga huling yugto ng pagbuo nito 4.6 bilyong taon na ang nakalilipas.
Upang subukan ang teoryang iyon, napag-aralan dati ng mga siyentipiko ang isotopic na 'fingerprint' ng mga tipak ng C-type na asteroid na nahulog sa Earth bilang mga water-rich carbonaceous chondrite meteorites. Kung ang ratio ng hydrogen at deuterium sa meteorite na tubig ay tumugma sa terrestrial na tubig, maaaring tapusin ng mga siyentipiko na ang C-type na meteorites ang malamang na pinagmulan.
Ang mga resulta ay hindi masyadong malinaw. Bagama't ang mga deuterium/hydrogen fingerprint ng ilang meteorites na mayaman sa tubig ay talagang tumugma sa tubig ng Earth, marami ang hindi tumugma. Sa karaniwan, ang mga likidong fingerprint ng meteorites na ito ay hindi nakahanay sa tubig na matatagpuan sa mantle at karagatan ng Earth. Sa halip, ang Earth ay may iba, bahagyang mas magaan na isotopic fingerprint.
Sa madaling salita, habang ang ilan sa tubig ng Earth ay dapat na nagmula sa C-type na meteorites, ang bumubuo ng Earth ay dapat na nakatanggap ng tubig mula sa hindi bababa sa isa pang isotopically-light source na nagmula sa ibang lugar sa Solar System.
Gumamit ang koponan na pinamumunuan ng University of Glasgow ng cutting-edge analytical na proseso na tinatawag na atom probe tomography upang suriin ang mga sample mula sa ibang uri ng space rock na kilala bilang isang S-type na asteroid, na nag-oorbit na mas malapit sa araw kaysa sa mga C-type. Ang mga sample na kanilang sinuri ay nagmula sa isang asteroid na tinatawag na Itokawa, na nakolekta ng Japanese space probe na Hayabusa at bumalik sa Earth noong 2010.
Ang Atom probe tomography ay nagbigay-daan sa team na sukatin ang atomic structure ng mga butil nang paisa-isang atom at makita ang mga indibidwal na molekula ng tubig. Ang kanilang mga natuklasan ay nagpapakita na ang isang malaking halaga ng tubig ay ginawa sa ibaba lamang ng ibabaw ng dust sized na butil mula sa Itokawa sa pamamagitan ng space weathering.
Ang unang bahagi ng solar system ay isang napaka-maalikabok na lugar, na nagbibigay ng malaking pagkakataon ng tubig na magawa sa ilalim ng ibabaw ng mga particle ng alikabok sa kalawakan. Ang mayaman sa tubig na alikabok na ito, iminumungkahi ng mga mananaliksik, ay umulan sa unang bahagi ng Earth kasama ng mga C-type na asteroid bilang bahagi ng paghahatid ng mga karagatan ng Earth.
Si Dr Luke Daly, ng University of Glasgow's School of Geographical and Earth Sciences, ay ang nangungunang may-akda ng papel. Sinabi ni Dr Daly: "Ang solar wind ay mga stream ng karamihan sa mga hydrogen at helium ions na patuloy na dumadaloy mula sa Araw palabas sa kalawakan. Kapag ang mga hydrogen ions na iyon ay tumama sa isang walang hangin na ibabaw tulad ng isang asteroid o isang spaceborne dust particle, tumagos ang mga ito ng ilang sampu ng nanometer sa ibaba ng ibabaw, kung saan maaari nilang maapektuhan ang kemikal na komposisyon ng bato. Sa paglipas ng panahon, ang epekto ng 'space weathering' ng mga hydrogen ions ay maaaring maglabas ng sapat na oxygen atoms mula sa mga materyales sa bato upang lumikha ng H.2O – tubig – nakulong sa loob ng mga mineral sa asteroid.
"Mahalaga, ang solar wind-derived na tubig na ito na ginawa ng maagang solar system ay isotopically light. Iyon ay malakas na nagmumungkahi na ang pinong butil na alikabok, na tinamaan ng solar wind at iginuhit sa pagbuo ng Earth bilyun-bilyong taon na ang nakalilipas, ay maaaring pagmulan ng nawawalang reservoir ng tubig ng planeta.”
Si Prof. Phil Bland, isang John Curtin Distinguished Professor sa School of Earth and Planetary Sciences sa Curtin University at co-author ng papel ay nagsabing "Ang Atom probe tomography ay nagbibigay-daan sa amin na kumuha ng hindi kapani-paniwalang detalyadong pagtingin sa loob ng unang 50 nanometer o higit pa sa ibabaw. ng mga butil ng alikabok sa Itokawa, na umiikot sa araw sa loob ng 18 buwang cycle. Pinahintulutan kaming makita na ang fragment na ito ng space-weathered rim ay naglalaman ng sapat na tubig na, kung palakihin namin ito, ay aabot sa mga 20 litro para sa bawat metro kubiko ng bato.
Idinagdag ng co-author na si Prof. Michelle Thompson ng Department of Earth, Atmospheric, and Planetary Sciences sa Purdue University: “Ito ang uri ng pagsukat na hindi magiging posible kung wala itong kahanga-hangang teknolohiya. Nagbibigay ito sa amin ng isang pambihirang pananaw sa kung paano makakatulong ang maliliit na particle ng alikabok na lumulutang sa kalawakan na balansehin ang mga libro sa isotopic na komposisyon ng tubig ng Earth, at bigyan kami ng mga bagong pahiwatig upang makatulong na malutas ang misteryo ng mga pinagmulan nito."
Ang mga mananaliksik ay nag-ingat nang husto upang matiyak na ang mga resulta ng kanilang pagsubok ay tumpak, na nagsasagawa ng mga karagdagang eksperimento sa iba pang mga mapagkukunan upang i-verify ang kanilang mga resulta.
Idinagdag ni Dr Daly: "Ang atom probe tomography system sa Curtin University ay world-class, ngunit hindi pa talaga ito nasanay para sa uri ng pagsusuri ng hydrogen na ginagawa namin dito. Nais naming makatiyak na ang mga resulta na aming nakikita ay tumpak. Iniharap ko ang aming mga paunang resulta sa kumperensya ng Lunar at Planetary Science noong 2018, at tinanong kung tutulungan kami ng sinumang kasamahan na dadalo na patunayan ang aming mga natuklasan gamit ang mga sarili nilang sample. Sa aming kagalakan, ang mga kasamahan sa NASA Johnson Space Center at sa Unibersidad ng Hawai'i sa Mānoa, Purdue, Virginia at Northern Arizona Universities, Idaho at Sandia national laboratories ay nag-alok na tumulong. Binigyan nila kami ng mga sample ng mga katulad na mineral na na-irradiated ng helium at deuterium sa halip na hydrogen, at mula sa mga resulta ng atom probe ng mga materyales na iyon ay mabilis na naging malinaw na ang nakikita namin sa Itokawa ay extraterrestrial na pinagmulan.
"Ang mga kasamahan na nag-alok ng kanilang suporta sa pananaliksik na ito ay talagang katumbas ng isang dream team para sa space weathering, kaya labis kaming nasasabik sa ebidensya na aming nakolekta. Maaari nitong buksan ang pinto para mas maunawaan kung ano ang hitsura ng unang bahagi ng Solar System at kung paano nabuo ang Earth at ang mga karagatan nito."
Idinagdag ni Propesor John Bradley, ng Unibersidad ng Hawai'i sa Mānoa, Honolulu, isang co-author ng papel: Kamakailan lamang noong isang dekada, ang paniwala na ang solar wind irradiation ay may kaugnayan sa pinagmulan ng tubig sa solar system , na hindi gaanong nauugnay sa mga karagatan ng Earth, ay binati sana nang may pag-aalinlangan. Sa pamamagitan ng pagpapakita sa unang pagkakataon na ang tubig ay ginawa in-lugar ng kinaroroonan sa ibabaw ng isang asteroid, ang aming pag-aaral ay bumubuo sa naipon na katawan ng ebidensya na ang pakikipag-ugnayan ng solar wind sa mga butil ng alikabok na mayaman sa oxygen ay talagang gumagawa ng tubig.
"Dahil ang alikabok na sagana sa buong solar nebula bago ang pagsisimula ng planetesimal accretion ay hindi maiiwasang ma-irradiated, ang tubig na ginawa ng mekanismong ito ay direktang nauugnay sa pinagmulan ng tubig sa mga planetary system at posibleng ang isotopic na komposisyon ng mga karagatan ng Earth."
Iminumungkahi din ng kanilang mga pagtatantya kung gaano karaming tubig ang nasa space-weathered surface ng isang paraan na ang mga hinaharap na space explorer ay maaaring gumawa ng mga supply ng tubig sa kahit na ang pinaka-tila tuyong mga planeta.
Ang co-author na si Propesor Hope Ishii ng Unibersidad ng Hawai'i sa Mānoa ay nagsabi: "Ang isa sa mga problema ng hinaharap na paggalugad ng kalawakan ng tao ay kung paano makakahanap ng sapat na tubig ang mga astronaut upang mapanatili silang buhay at magawa ang kanilang mga gawain nang hindi ito dinadala sa kanilang paglalakbay. .
“Sa tingin namin ay makatwiran na ipagpalagay na ang parehong proseso ng pagbabago ng panahon sa kalawakan na lumikha ng tubig sa Itokawa ay naganap sa isang antas o iba pa sa maraming mga walang hangin na mundo tulad ng Buwan o ang asteroid Vesta. Iyon ay maaaring mangahulugan na ang mga explorer ng kalawakan ay maaaring makapagproseso ng mga sariwang suplay ng tubig diretso mula sa alikabok sa ibabaw ng planeta. Nakakatuwang isipin na ang mga prosesong bumubuo sa mga planeta ay makakatulong upang suportahan ang buhay ng tao habang umaabot tayo sa kabila ng Earth."
Idinagdag ni Dr Daly: "Ang proyekto ng Artemis ng NASA ay nagtatakda upang magtatag ng isang permanenteng base sa Buwan. Kung ang ibabaw ng buwan ay may katulad na reservoir ng tubig na pinanggalingan ng solar wind na natuklasan ng pananaliksik na ito sa Itokawa, ito ay kumakatawan sa isang napakalaking at mahalagang mapagkukunan upang tumulong sa pagkamit ng layuning iyon."
Ang papel ng koponan, na pinamagatang 'Solar Wind Contribution's to the Earth's Oceans', ay inilathala sa Astronomiya ng Kalikasan.
Mga mananaliksik mula sa Unibersidad ng Glasgow, Curtin University, Unibersidad ng Sydney, Unibersidad ng Oxford, Unibersidad ng Hawai'i sa Mānoa, Natural History Museum, Idha National Laboratory, Lockheed Martin, Sandia National Laboratories, NASA Johnson Space Center, ang Unibersidad ng Virginia, Northern Arizona University at Purdue University lahat ay nag-ambag sa papel.
