Katika karatasi mpya iliyochapishwa leo kwenye jarida Astronomia ya asili, timu ya watafiti kutoka Uingereza, Australia na Amerika inaelezea jinsi uchambuzi mpya wa asteroid ya kale unaonyesha kuwa nafaka za vumbi la nje ya nchi zilibeba maji hadi duniani wakati sayari iliunda.
Maji katika nafaka yalitolewa na hali ya hewa ya nafasi, mchakato ambao chembe za chaji kutoka kwenye Jua zinazojulikana kama upepo wa jua hubadilisha muundo wa kemikali wa nafaka ili kutoa molekuli za maji.
Ugunduzi huo unaweza kujibu swali la muda mrefu la ni wapi Dunia yenye maji mengi ilipata bahari ambayo inashughulikia asilimia 70 ya uso wake - zaidi ya sayari nyingine yoyote ya mawe katika Mfumo wetu wa Jua. Inaweza pia kusaidia misheni ya anga ya baadaye kupata vyanzo vya maji kwenye ulimwengu usio na hewa.
Wanasayansi wa sayari wameshangaa kwa miongo kadhaa juu ya chanzo cha bahari ya Dunia. Nadharia moja inapendekeza kwamba aina moja ya miamba ya angani inayobeba maji inayojulikana kama asteroidi za aina ya C ingeweza kuletwa maji kwa sayari katika hatua za mwisho za kuundwa kwake miaka bilioni 4.6 iliyopita.
Ili kujaribu nadharia hiyo, wanasayansi hapo awali walichanganua 'alama ya vidole' ya isotopiki ya vipande vya asteroidi aina ya C ambavyo vimeanguka Duniani kama vimondo vya maji vya kaboni za chondrite. Ikiwa uwiano wa hidrojeni na deuterium katika maji ya meteorite ulilingana na maji ya nchi kavu, wanasayansi wangeweza kuhitimisha kwamba meteorite za aina ya C ndizo zingeweza kuwa chanzo.
Matokeo hayakuwa wazi kabisa. Ingawa alama za vidole za meteorite zenye maji nyingi za deuterium/hidrojeni zililingana na maji ya Dunia, nyingi hazikufanana. Kwa wastani, alama za vidole kioevu za vimondo hivi havikuambatana na maji yanayopatikana kwenye vazi la dunia na bahari. Badala yake, Dunia ina alama ya vidole tofauti, nyepesi kidogo ya isotopiki.
Kwa maneno mengine, ingawa baadhi ya maji ya Dunia lazima yametoka kwa vimondo vya aina ya C, Dunia inayounda lazima iwe imepokea maji kutoka kwa angalau chanzo kimoja cha mwanga cha isotopically ambacho kilitoka mahali pengine kwenye Mfumo wa Jua.
Timu inayoongozwa na Chuo Kikuu cha Glasgow ilitumia mchakato wa kisasa wa uchanganuzi unaoitwa atom probe tomografia ili kuchunguza sampuli kutoka kwa aina tofauti ya mwamba wa anga unaojulikana kama asteroidi aina ya S, ambayo huzunguka karibu na jua kuliko aina za C. Sampuli walizochanganua zilitoka kwenye asteroidi iitwayo Itokawa, ambayo ilikusanywa na chombo cha anga za juu cha Japan Hayabusa na kurejeshwa duniani mwaka wa 2010.
Tomografia ya uchunguzi wa atomi iliwezesha timu kupima muundo wa atomi wa nafaka atomi moja kwa wakati mmoja na kugundua molekuli mahususi za maji. Matokeo yao yanaonyesha kuwa kiasi kikubwa cha maji kilitolewa chini kidogo ya uso wa nafaka za ukubwa wa vumbi kutoka Itokawa na hali ya hewa ya anga.
Mfumo wa jua wa mapema ulikuwa mahali pa vumbi sana, ukitoa fursa nyingi za maji kuzalishwa chini ya uso wa chembe za vumbi zinazopeperushwa angani. Vumbi hili lenye maji mengi, watafiti wanapendekeza, lingenyesha kwenye Dunia ya mapema pamoja na asteroidi za aina ya C kama sehemu ya uwasilishaji wa bahari ya Dunia.
Dk Luke Daly, wa Chuo Kikuu cha Glasgow's School of Geographical and Earth Sciences, ndiye mwandishi mkuu wa jarida hilo. Daly alisema: "Pepo za jua ni vijito vya ioni za hidrojeni na heliamu ambazo hutiririka kila mara kutoka Jua hadi angani. Ioni hizo za hidrojeni zinapogonga uso usio na hewa kama vile asteroidi au chembe ya vumbi inayopeperushwa angani, hupenya makumi machache ya nanomita chini ya uso, ambapo zinaweza kuathiri muundo wa kemikali wa miamba. Baada ya muda, athari ya 'hali ya hewa ya anga' ya ioni za hidrojeni inaweza kutoa atomi za oksijeni za kutosha kutoka kwa nyenzo kwenye mwamba kuunda H.2O - maji - iliyonaswa ndani ya madini kwenye asteroid.
"Kwa kweli, maji haya yanayotokana na upepo wa jua yanayotolewa na mfumo wa jua wa mapema ni nyepesi sana. Hilo ladokeza kwa uthabiti kwamba vumbi laini, lililopigwa na upepo wa jua na kuvutwa kwenye Dunia inayofanyizwa mabilioni ya miaka iliyopita, linaweza kuwa chanzo cha hifadhi ya maji ya sayari hiyo kukosa.”
Prof. Phil Bland, Profesa Mashuhuri wa John Curtin katika Shule ya Dunia na Sayansi ya Sayari katika Chuo Kikuu cha Curtin na mwandishi mwenza wa jarida hilo alisema “Tomografia ya uchunguzi wa Atom inatuwezesha kuangalia kwa kina sana ndani ya nanomita 50 za kwanza au zaidi ya uso. ya nafaka za vumbi kwenye Itokawa, ambayo huzunguka jua katika mizunguko ya miezi 18. Ilituwezesha kuona kwamba kipande hiki cha ukingo wa angani kilikuwa na maji ya kutosha ambayo, tukiiongeza, yangefikia lita 20 hivi kwa kila mita ya ujazo ya mawe.”
Mwandishi mwenza Prof. Michelle Thompson wa Idara ya Ardhi, Anga, na Sayansi ya Sayari katika Chuo Kikuu cha Purdue aliongeza: “Ni aina ya vipimo ambavyo haingewezekana bila teknolojia hii ya ajabu. Inatupa ufahamu wa ajabu jinsi chembe ndogo za vumbi zinazoelea angani zinavyoweza kutusaidia kusawazisha vitabu kuhusu muundo wa isotopiki wa maji ya Dunia, na kutupa dalili mpya za kusaidia kutatua fumbo la asili yake.
Watafiti walichukua tahadhari kubwa kuhakikisha kuwa matokeo ya upimaji wao yalikuwa sahihi, wakifanya majaribio ya ziada na vyanzo vingine ili kuthibitisha matokeo yao.
Daly aliongeza: "Mfumo wa uchunguzi wa atomi katika Chuo Kikuu cha Curtin ni wa kiwango cha kimataifa, lakini haujawahi kutumika kwa aina ya uchambuzi wa hidrojeni tuliyokuwa tukifanya hapa. Tulitaka kuwa na uhakika kwamba matokeo ambayo tulikuwa tunaona yalikuwa sahihi. Niliwasilisha matokeo yetu ya awali kwenye kongamano la Sayansi ya Mwezi na Sayari mwaka wa 2018, na nikauliza ikiwa wenzetu wowote waliohudhuria watatusaidia kuthibitisha matokeo yetu kwa sampuli zao wenyewe. Kwa furaha yetu, wafanyakazi wenzetu katika Kituo cha Anga cha NASA Johnson na Chuo Kikuu cha Hawai'i katika Vyuo Vikuu vya Mānoa, Purdue, Virginia na Northern Arizona, Idaho na maabara za kitaifa za Sandia wote walijitolea kusaidia. Walitupa sampuli za madini sawa na miale ya heliamu na deuterium badala ya hidrojeni, na kutokana na matokeo ya uchunguzi wa atomi ya nyenzo hizo ilidhihirika haraka kwamba kile tulichokuwa tunaona katika Itokawa kilikuwa asili ya nje.
"Wenzake ambao walitoa msaada wao kwenye utafiti huu ni sawa na timu ya ndoto kwa hali ya hewa ya anga, kwa hivyo tumefurahishwa sana na ushahidi ambao tumekusanya. Inaweza kufungua mlango wa kuelewa vizuri zaidi jinsi Mfumo wa Jua wa mapema ulivyokuwa na jinsi Dunia na bahari zake zilivyoundwa.
Profesa John Bradley, wa Chuo Kikuu cha Hawai'i huko Mānoa, Honolulu, mwandishi mwenza wa jarida hilo, aliongeza: Hivi majuzi kama muongo mmoja uliopita, dhana kwamba miale ya upepo wa jua ni muhimu kwa asili ya maji katika mfumo wa jua. , ambayo haihusiani sana na bahari ya Dunia, ingepokelewa kwa mashaka. Kwa kuonyesha kwa mara ya kwanza kwamba maji yanazalishwa in-situ juu ya uso wa asteroidi, utafiti wetu unajengwa juu ya mkusanyiko wa ushahidi kwamba mwingiliano wa upepo wa jua na chembe za vumbi zenye oksijeni hutokeza maji.
"Kwa kuwa vumbi lililokuwa kwa wingi katika nebula ya jua kabla ya kuanza kwa mrundikano wa sayari ya sayari lilitolewa kwa njia isiyoweza kuepukika, maji yanayotolewa na utaratibu huu yanahusiana moja kwa moja na asili ya maji katika mifumo ya sayari na labda muundo wa isotopiki wa bahari ya Dunia."
Makadirio yao ya ni kiasi gani cha maji yanayoweza kuwa katika sehemu zenye hali ya anga ya anga pia yanapendekeza njia ambayo wavumbuzi wa angani wa baadaye wangeweza kutengeneza maji kwenye sayari zinazoonekana kuwa kame zaidi.
Mwandishi mwenza Profesa Hope Ishii wa Chuo Kikuu cha Hawai'i huko Mānoa alisema: “Moja ya matatizo ya uchunguzi wa anga za juu wa mwanadamu wa siku za usoni ni jinsi wanaanga watapata maji ya kutosha kuwaweka hai na kutimiza kazi zao bila kubeba nao katika safari yao. .
"Tunafikiri ni jambo la busara kudhani kuwa mchakato huo wa hali ya hewa wa anga ambao uliunda maji kwenye Itokawa utakuwa umetokea kwa kiwango kimoja au kingine katika ulimwengu mwingi usio na hewa kama vile Mwezi au asteroid Vesta. Hiyo inaweza kumaanisha kwamba wachunguzi wa anga wanaweza pia kuchakata maji safi moja kwa moja kutoka kwa vumbi kwenye uso wa sayari. Inafurahisha kufikiria kwamba michakato iliyounda sayari inaweza kusaidia kutegemeza uhai wa binadamu tunapofikia zaidi ya Dunia.”
Dk Daly aliongeza: "Mradi wa Artemis wa NASA unalenga kuanzisha msingi wa kudumu kwenye Mwezi. Ikiwa uso wa mwezi una hifadhi ya maji sawa na inayotokana na upepo wa jua utafiti huu uliofichuliwa kwenye Itokawa, itawakilisha rasilimali kubwa na ya thamani kusaidia katika kufikia lengo hilo.
Karatasi ya timu hiyo, yenye jina la 'Mchango wa Upepo wa Jua kwenye Bahari ya Dunia', imechapishwa katika Astronomia ya Asili.
Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Glasgow, Chuo Kikuu cha Curtin, Chuo Kikuu cha Sydney, Chuo Kikuu cha Oxford, Chuo Kikuu cha Hawai'i huko Manoa, Makumbusho ya Historia ya Asili, Maabara ya Kitaifa ya Idha, Lockheed Martin, Maabara ya Kitaifa ya Sandia, Kituo cha Nafasi cha NASA Johnson, Chuo Kikuu cha Virginia, Chuo Kikuu cha Arizona Kaskazini na Chuo Kikuu cha Purdue zote zilichangia karatasi.
