Üstökösök és tengerek

Ha a földi víz valóban üstökösök becsapódásai nyomán került bolygónkra, akkor azok biztosan nem olyan égitestek voltak, mint a Csurjumov−Geraszimenko.

Üstökösök és tengerek

1. oldal

Nem véletlenül szokták a Földet vizes bolygónak nevezni: az égitest hetven százalékát víz borítja, a légkörnek egy százalékát teszi ki az élethez oly fontos anyag, és a legújabb kutatások eredményei azt sugallják, hogy a köpeny is tetemes vízkészleteket rejteget. Arról ugyanakkor nagyon keveset tudunk, hogy honnan ered ez a sok víz. Alapvetően két lehetőség áll fenn: vagy már a bolygó keletkezésekor is helyben volt a folyadék, vagy pedig később, a planéta létrejötte után érkezett az űrből. Hogy melyik forrásból eredhet a földi vízkészlet java, az régóta heves viták tárgyát képezi szakmai körökben.

A viták valószínűsíthetően rövidesen újra fellángolnak, tekintve hogy az Európai Űrügynöség szakértői közzétették első jelentősebb tudományos eredményüket a Rosetta-küldetéssel kapcsolatban. A kutatócsoport által publikált tanulmányszerint az augusztus óta a 67P/Csurjumov−Geraszimenko-üstökös körül keringő űrszonda mérései alapján az ezen égitesthez hasonló üstökösök biztosan nem lehetnek a bolygónkon található víz forrásai.

Amikor a Föld 4,55 milliárd évvel ezelőtt formálódni kezdett, a Nap körül elhelyezkedő protoplanetáris korong anyagában rengeteg víz volt. A központi csillaghoz közel, ahol melegebb volt, vízgőz, távolabb pedig jég formájában volt megtalálható az anyag. A planéták anyagába tehát minden bizonnyal bőven került víz is, a szakértők nagy része szerint azonban ennek jelentős hányada elforrt az űrbe, mivel a fiatal égitestek egyszerűen túlságosan magas hőmérsékletűek voltak a folyadék megtartásához.

A Hartley 2 üstökös a Deep Impact közeli felvételein

A kutatók többsége éppen ezért úgy gondolja, hogy a ma a Földön megtalálható víz java a bolygó lehűlése után, kisebb-nagyobb becsapódó égitestek révén érkezetta planétára. Hogy pontosan milyenek is ezek az égitestek azzal kapcsolatban megint csak heves szakmai viták folynak. Az üstökösök kétségkívül jó jelölteknek tűnnek, hiszen a Naprendszer peremvidékén keletkezett „koszos hógolyók” egy olyan régióból származnak, ahol évmilliárdok óta érintetlenül létezik a tetemes mennyiségű jég.

Pár száz millió évvel azt követően, hogy a Föld elkezdett hűlni, rengeteg üstökös bukkant fel a Naprendszer belső vidékein, mivel a keletkező nagybolygók gravitációja megzavarta addigi pályájukat. A késői nagy bombázás 3,85−3,95 milliárd évvel ezelőtti időszaka tehát könnyedén elláthatta vízzel bolygónkat.

De honnan lehet megállapítani, hogy milyen eredetű a Föld nagy részét borító folyadék? A megoldás egyszerű, és a történelem során először kivitelezhető is: mintát kell venni a bolygón, illetve az üstökösökön található vizekből, és összehasonlítani ezeket. A vízmolekulát egy oxigén- és két hidrogénatom építi fel, a hidrogén azonban többfajta is lehet. A leggyakoribb (a földi hidrogén 99,98 százalékát kitevő) izotóp egyetlen protonból áll, az ennél jóval ritkább deutériumot egy proton és egy neutron építi fel, a még ennél is ritkább tríciumot pedig egy proton és két neutron alkotja. (A hidrogénnek akadnak további izotópjai is, ezek azonban rendkívül instabilak, így csak nagyon rövid ideig léteznek, mielőtt lebomlanának.)

Ahogy már említettük, a deutérium sokkal ritkább az egy protonból álló hidrogénnél, de hogy pontosan mennyivel, az attól is függ, hogy honnan ered a vizsgált minta. A földi minták deutérium−hidrogén-aránya például eltérhet a Marson megfigyelhető, vagy az üstökösökön mérhető arányoktól. Annyit bizonyosan tudunk, hogy a hidrogén izotópjainak előfordulási aránya a Naprendszer különböző részein eltérő. Ha tehát az üstökösökön a földihez hasonló arányokkal találkoznánk, az meggyőző bizonyíték lenne azon elmélet mellett, amely szerint bolygónk vize becsapódó kométák anyagából származik.

...és a Földről nézve

2. oldal

A csillagászok éppen ezért számos üstököst megvizsgáltakaz elmúlt évtizedek során. Az első lehetőség 1986-ban adódott erre, amikor minden idők talán legismertebb üstököse, a Halleymegközelítette a Földet. Az esemény alkalmából egy egész kis űrflotta sietett az égitest fogadására, és az ezt alkotó szondák számos egyéb dolog mellett az üstökös vízkészletének hidrogénizotóp-arányát is meghatározták. A szakértők meglepetésére a megállapított deutérium−hidrogén-arány duplája volt a földinek, az üstökösmodell híveinek többsége azonban ekkor még úgy gondolta, hogy jó eséllyel egyszerű mérési hibáról lehet szó.

A következő fontos méréseket 1996-ban és 1997-ben végezték el, amikor két fényes kométa is elszáguldott bolygónk közelében. Az üstökösmodell támogatóinak nagy csalódására azonban mind a Hyakutake-üstökös, mind pedig a Hale−Bopp-üstökös a Halleyhez hasonló eredményeket produkált, ami a hidrogénizotópok arányát illette. A kutatók azzal nyugtatták magukat, hogy mindhárom említett égitest a Naprendszer pereméről, az Oort-felhőből származik, akad azonban egy másik üstökösforrás is rendszerünkben, így lehetséges, hogy a Földre vizet hozó kométák ez utóbbi helyről származnak. A Kuiper-övről van szó, amely a Neptunusz pályáján túl húzódik, és amelynek többek közt a Plútó és a 2005-ben felfedezett Eris törpebolygó is részét képezi.

A szakértők tehát abban bíztak, hogy az innen származó üstökösök talán a földi hidrogénizotóp-arányokat mutatják majd. A Kuiper-öv üstökösei azonban általában nagyon halványak és éppen ezért nehezen megfigyelhetők, így egészen 2010-ig kellett várni, mire sikerült egyiküket a megfelelő műszerekkel lencsevégre kapni. A 103P/Hartley (vagy Hartley 2) pedig nem is okozott csalódást: a kométa a földivel egyező izotóparányokat mutatott.

Mindezek után nagy várakozás előzte meg a szintén a Kuiper-övből származó Csurjumov−Geraszimenko vizsgálatát, az üstököselmélet támogatóira azonban ismét kellemetlen meglepetés várt. A Rosetta által vizsgált égitesten ugyanis a deutérium−hidorgén-arány háromszorosa a földinek, vagyis nemhogy nem egyezik a Hartley 2-ével, hanem az Oort-felhő üstököseinél is nagyobb arányban hordoz deutériumot.

Hogy mindebből mi következik, az egyelőre nem világos. Elképzelhető, hogy a Kuiper-övből származó üstökösök azért nem rendelkeznek egyforma izotóparányokkal, mert nem egy helyen keletkeztek, hanem a Naprendszer eltérő régióiban, és csak később kerültek hasonló pályákra. Az is lehetséges, hogy a Csurjumov−Geraszimenko egyedi eset, és valami egyéb ok miatt ilyen magas benne a deutérium aránya. Ugyanakkor persze mindez a Hartley 2-re is ugyanúgy érvényes lehet, elvégre ilyen kevés megvizsgált égitest alapján nem lehet messzemenő következtetéseket levonni.

Nem az üstökösök az egyedüli égitestek azonban, amelyek vizet tartalmaznak. A Mars és a Jupiter pályája közt húzódó kisbolygóöv aszteroidái az eddigi vizsgálatok alapján a földihez hasonló arányban tartalmazzák a hidrogén izotópjait. Ezekkel viszont az a probléma, hogy vízkészletük nem túlságosan nagy, így nagyon sok becsapódásra lett volna szükség ahhoz, hogy kisbolygók szállítsák bolygónkra a vizet.

Ezzel együtt azonban továbbra is érthetetlen, hogy miért tér el az üstökösök többségének hidrogénkészlete a földitől. A késői nagy bombázás idején számos ilyen égitest találta el a Földet, így a nagy számok törvénye alapján az arányoknak jobban kellene hasonlítaniuk egymásra. Arra kérdésre tehát, hogy honnan származik a földi vízkészlet, továbbra sem tudunk választ adni. Annyi bizonyosnak tűnik, hogy nem egyetlen forrásból ered, hanem vélhetően több különböző típusú égitest becsapódása nyomán érkezett meg bolygónkra. Ahhoz azonban, hogy ennél biztosabbat állítsunk, további vizsgálatokra lesz szükség, mind az üstökösök, mind az aszteroidák körében.

Tesztek

{{ i }}
arrow_backward arrow_forward
{{ content.commentCount }}

{{ content.title }}

{{ content.lead }}
{{ content.rate }} %
{{ content.title }}
{{ totalTranslation }}
{{ orderNumber }}
{{ showMoreLabelTranslation }}
A komment írásához előbb jelentkezz be!
Még nem érkeztek hozzászólások ehhez a cikkhez!
Segíts másoknak, mond el mit gondolsz a cikkről.
{{ showMoreCountLabel }}

Kapcsolódó cikkek

Magazin címlap arrow_forward