Amikor a Föld létrejött, túl meleg volt a vízhez. De honnan jött akkor? Két új tanulmány tárja fel a Jupiter szerepét.
Az emberiség azért létezik, mert valóságos robbanás történt. És nem egyszer. A naprendszer születési óráiban a porszemcsék először apró darabokat, majd nagy aszteroidákat képeztek. A hatalmas testek folyamatosan összeolvadtak egymással, és új testté olvadtak. Végül csak néhány bolygótörmelék maradt, amelyek fokozatosan kitisztultak a nap körül. Így jelent meg a Föld 4,5 milliárd évvel ezelőtt.
A Föld keletkezésének ez az elmélete tudományos kompromisszum. Csak ő nem válaszol minden kérdésre. Honnan jött a víz a kék bolygón? Végül is a kutatók egyetértenek abban a véleményben, hogy amikor a Föld kialakult, túl meleg volt a vízmolekulák számára. Számos elmélet létezik a keletkezéséről.
Két releváns tanulmány egyszerre támogatja az egyik legújabb elméletet, amely szerint a Jupiter vezető szerepet töltött be. A vizet és más folyékony anyagokat nem úgy hozták a Földre, ahogy korábban gondolták, később, üstökösök és aszteroidák segítségével, hanem már a bolygó megjelenésének első szakaszában.
Kezdetben forróság volt
Amikor az űrrobbantás megtörtént, a Naprendszer belsejében olyan magas volt a hőmérséklet, hogy a víz csak gáz formájában létezett. De a fiatal, formálatlan bolygók nem tudták elfogadni ezt a gázt. Ehelyett egy erős napszél vitte az űr mélyébe. Csak később tért vissza a létfontosságú H20 vegyület a külső, hideg naprendszerből. Mikor? És hogyan?
Mario Fischer-Gödde és Thorsten Kleine tudósok a Münsteri Egyetemről azt mutatják, hogy a Jupiter bolygó furcsa mozgása a naprendszer első millió éve alatt visszahozta a vizet a Földre. Ezek az adatok ellentmondanak a széles körben elterjedt elméletnek, miszerint a víz csak a Föld keletkezésének utolsó szakaszában, 4,4-3,9 milliárd évvel ezelőtt került a Földre meteoritok és aszteroidák segítségével. Fő érvük a Ruthenium ritka eleme.
Promóciós videó:
Az anyag különleges tulajdonságokkal rendelkezik. Gravitál a vas felé, sziderofil, ahogy a kutatók mondják, és ezért a bolygó megjelenésének korai szakaszában többnyire a vasat tartalmazó magig süllyedt. De a ruténium megtalálható a földkéreg és a köpeny rétegében is. Ideális Fischer-Gedde és Kleine számára, mert ezzel tudják, mit kell mondani a Föld közelmúltjának történelméről.
Vándor Jupiter
A földi ruténium sajátos összetételű. Különböző neutronszámú izotópokkal rendelkező atomokból áll, és egyfajta kémiai ujjlenyomattal rendelkezik, amelyet a csapat összehasonlíthat a fiatal meteoritok ruténiumával.
A meteoritok eredetétől függően, amelyek a fiatal naprendszer maradványai, ruténiumuk összetétele is eltér. A külső naprendszerből származó vizet tartalmazó üstökösök ujjlenyomata eltér a belső naprendszer száraz meteoritjaitól. A köpeny eredete a Föld megjelenésének utolsó szakaszából ezzel magyarázható.
A Fischer-Gedde vizsgálat eredményei azt mutatják, hogy a köpeny az enstatit kondritcsalád meteoritjaiból származik. Úgy tűnik, hogy a külső naprendszerből származó, vízben gazdag tárgyak nem estek össze.
"Mivel kizárhatjuk, hogy a víz a meteoritokkal érkezett a Földre, ez közvetlenül előtte történt" - mondja Torsten Kleine. Kutatása alátámasztja a csak néhány éve létrehozott „Big Pivot” modellt.
Ennek a modellnek megfelelően a fiatal Jupiter a belső naprendszer felé sodródott a bolygó gázburkolatának hatása miatt. Amikor a Szaturnusz később felbukkant, ismét kifelé húzták a mai pályára. Míg a gázóriás a sziklás anyagot a Nap felé tolta visszafelé, meteoritokat és vizet dobott a külső naprendszerből a Föld felé. "Ez sok víztartalmú meteort hozott a Földre egy bizonyos időpontban" - mondja Kleine. És ez meglehetősen korán történt a Föld történetében.
Víz nélküli meteoritok formálták a Földet
Nicholas Daufas, a Chicagói Egyetem egy másik tanulmánya támogatta a kutatókat elméletükben. Az amerikai kutató a ruténium gondolatára is rátért, és egyszerre több elemre alkalmazta. Mindegyik a Földön és a meteoritokban egyaránt megjelenik. A német tudósokkal ellentétben feltételezéseit nem valódi kozmikus elemeken tesztelte, hanem a rendelkezésre álló kutatások alapján matematikai modellt dolgozott ki a földi anyagok eredetéről. Eszerint a Föld két fázisban jelent meg. Az első szakaszban az építőanyagot néhány, a külső naprendszerből származó, vízben gazdag meteorit - az akkori Föld tömegének mintegy tizede - és vízmentes ensztat kondondok alkották. A második szakaszban már nem voltak vízben gazdag meteoritok, csak ensztatit kondritokat küldtek a Földre.
Nincsenek adatok az üstökösökről
A probléma az, hogy minden tudós csak meteoritokat, vagyis a Földre hullott égitesteket vizsgált. "Feltételezzük, hogy a ruténium izotópjainak aránya kevésbé egyezik meg a Földdel való arányával, annál távolabb jelennek meg a Nap üstökösök" - mondja Kleine. "Így kizárjuk a külső égitesteket, mint a víz hordozóit a Föld megjelenésének utolsó szakaszában." Ha a várakozásokkal ellentétben a Naprendszeren kívül vannak olyan üstökösök, amelyek ugyanazokkal a ruténium izotópokkal rendelkeznek, mint a Föld, akkor ez a modell már nem fog működni.
A földi víz forrásával kapcsolatos rejtély megoldásához hiányzik az ilyen égitestek megbízható adatai. Üstökös-expedíciókról biztosíthatók. Mivel az Európai Űrügynökség Rosetta missziója még nem szolgáltatott elegendő adatot, a kutatók a jövőbeli projektekre fogadnak. Az ilyen misszióról azonban még nem született hivatalos döntés.
Tobias Landwehr