Anonim

Rosetta menyoroti asal-usul lautan Bumi

Ruang

David Szondy

12 Desember 2014

5 gambar

Temuan terbaru menunjukkan bahwa air Bumi mungkin tidak berasal dari komet (Gambar ESA / Rosetta / NAVCAM)

Lautan adalah misteri dalam lebih dari satu cara, tetapi Anda mungkin tidak mengharapkan jawaban datang dari pak elektronik dan komet. Tapi itulah yang dikatakan European Space Agency (ESA) tentang roket pengintai Rosetta yang tak berawak, 67P / Churyumov – Gerasimenko. Meskipun 67P melakukan kunjungan pertama ke Tata Surya bagian dalam dan tidak akan mendekati Bumi dari ratusan juta mil, itu melemparkan cahaya baru pada salah satu pertanyaan mendasar dalam sejarah Bumi: Di ​​mana lautan berasal?

Menurut teori saat ini, Bumi terbentuk sebagai piringan debu dan gas yang mengelilingi Matahari purba bersatu menjadi planet-planet. Air di lautan bisa berasal dari itu, tetapi pembentukan Bumi yang baru lahir 4, 6 miliar tahun yang lalu meninggalkannya sebuah massa cair pijar yang akan merebus air ke ruang angkasa sebelum kerak bahkan memiliki kesempatan untuk terbentuk. Namun, hari ini tiga perempat dari Bumi ditutupi oleh air. Jadi, apa sumbernya?

Satu ide adalah bahwa air berasal dari komet. Ini adalah sumber yang logis. Komet adalah "bola salju kotor" yang sebagian besar terdiri dari es, jadi hujan yang stabil dari mereka selama sejarah awal Bumi ketika planet itu dibombardir oleh benda-benda dari luar angkasa bisa jadi adalah asal lautan. Namun, bukti membutuhkan lebih dari sekadar masuk akal; itu membutuhkan bukti.

Untuk melihat apakah komet bisa menjadi sumber air Bumi, ilmuwan beralih ke analisis isotop. Air terdiri dari atom oksigen dan dua atom hidrogen, dan atom hidrogen terbuat dari proton dan elektron. Namun, jika atom hidrogen juga memiliki neutron dalam nukleusnya, ia menjadi isotop hidrogen yang disebut deuterium.

Apa yang pintar tentang ini adalah bahwa rasio antara atom hidrogen normal dan deuterium tidak diperbaiki. Itu tergantung pada asal-usul atom, dan dengan mencocokkan rasio satu sumber dengan yang lain, para ilmuwan dapat menyimpulkan di mana air di bagian tertentu dari Tata Surya mungkin berasal dari karena rasio berubah semakin jauh dari Matahari yang Anda dapatkan. Ini berarti bahwa air yang berasal dari Sabuk Asteroid antara Mars dan Jupiter akan berbeda dengan yang berasal dari Sabuk Kuiper di luar Pluto, yang pada gilirannya akan berbeda dari yang ada di awan Oort pada pinggiran sistem.

Di sinilah Rosetta masuk. Di antara rangkaian instrumen yang dibawa oleh pengorbit adalah Rosetta Orbiter Spectrometer untuk Ion dan Analisis Netral (ROSINA), yang merupakan sepasang spektrometer massa dan sensor tekanan yang digunakan untuk menentukan komposisi kimia komet 67P koma, suhu dan kecepatan molekul gas, dan terakhir, tetapi tidak sedikit, rasio berbagai isotop - termasuk hidrogen.

Menurut para astronom, komet 67P adalah fosil dari masa-masa awal tata surya karena berasal dari awan Oort, yang tetap tidak berubah selama miliaran tahun. Fragmen es ini mengapung di ruang angkasa sampai bintang yang lewat atau objek besar lainnya mengganggu mereka dan mengirim mereka meluncur ke arah Matahari. Ketika mereka melakukannya, beberapa ditangkap oleh tarikan gravitasi Jupiter dan berayun ke orbit baru. Dalam kasus 67P, itu sekarang mengayun mengelilingi Matahari dalam orbit elips dengan jangka waktu 6, 5 tahun, datang tidak lebih dekat ke Matahari daripada titik antara Bumi dan Mars sebelum kembali keluar melampaui Jupiter.

Apa artinya semua ini adalah bahwa 67P terbuat dari air yang sangat kuno dan jika komet adalah sumber dari lautan Bumi, maka rasio isotop harus sesuai dengan tingkat yang wajar. Namun, mereka tidak. ESA mengatakan 67P menegaskan pengukuran yang dilakukan terhadap 11 komet lain yang telah dipelajari - yang semuanya, kecuali satu, menunjukkan rasio deuterium / hidrogen yang sangat berbeda dari Bumi. Dan komet aneh keluar, disebut komet Hartley 2, adalah komet Jupiter Keluarga, yang memiliki asal yang berbeda dari mereka di awan Oort.

Rasio deuterium-ke-hidrogen dalam Tata Surya (Gambar: ESA / Altweg)

Secara keseluruhan, ESA mengatakan bahwa rasio deuterium / hidrogen Bumi adalah 1, 56 × 10-4 sedangkan rasio 67P adalah 5, 3 x 10 –4 . Hal ini membuat rasio 67P tiga kali lebih tinggi daripada lautan di Bumi dan lebih tinggi daripada yang ada pada komet awan Oort sejauh ini.

Di sisi lain, meteorit yang berasal dari Sabuk Asteroid memang menunjukkan kecocokan erat dengan Bumi, jadi para ilmuwan ESA percaya bahwa meskipun tidak ada banyak air di asteroid seperti pada komet, yang pertama adalah sumber Bumi yang lebih mungkin. Lautan karena pemboman besar-besaran selama jutaan tahun. Ini juga menunjukkan bahwa komet Jupiter Family mungkin memiliki beberapa kejutan juga.

"Temuan mengejutkan ini bisa menunjukkan asal usul yang berbeda untuk komet Jupiter Family - mungkin mereka terbentuk pada jarak yang lebih luas di Tata Surya muda daripada yang kita duga sebelumnya, " kata Kathrin Altwegg, peneliti utama untuk ROSINA. "Temuan kami juga mengesampingkan gagasan bahwa komet Jupiter Family hanya mengandung air samudera seperti Bumi, dan menambah bobot pada model yang lebih menekankan pada asteroid sebagai mekanisme pengiriman utama untuk lautan Bumi."

Hasil tim Rosetta dipublikasikan di Science .

Sumber: ESA

Temuan terbaru menunjukkan bahwa air Bumi mungkin tidak berasal dari komet (Gambar ESA / Rosetta / NAVCAM)

Rasio deuterium-ke-hidrogen dalam Tata Surya (Gambar: ESA / Altweg)

Pengukuran pertama rasio air komet (Gambar:: ESA / ATG medialab)

Kuiper Belt dan Oort Cloud dalam konteks (Gambar: ESA)

Diagram Rosetta (Gambar: ESA)

Direkomendasikan Pilihan Editor