Uchambuzi wa vumbi la anga la zamani linaweza kutatua siri ya asili ya maji duniani. Katika karatasi iliyochapishwa hivi karibuni kwenye jarida Hali ya Astronomy, timu ya watafiti kutoka Uingereza, Australia, na Amerika inaeleza jinsi uchambuzi mpya wa asteroid ya kale unaonyesha kuwa nafaka za vumbi kutoka nje ya nchi zilisafirisha maji hadi Duniani sayari hiyo ilipoundwa.
Maji katika nafaka yalitolewa na hali ya hewa ya anga, mchakato ambao chembe za jua kutoka kwa Jua zinazojulikana kama upepo wa jua zilibadilisha 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 inadokeza kwamba aina moja ya miamba ya anga ya juu inayobeba maji inayojulikana kama asteroidi aina ya C ingeweza kuleta maji kwenye 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.
The Chuo Kikuu cha Glasgow-Timu inayoongozwa ilitumia mchakato wa uchanganuzi wa hali ya juu unaoitwa chembe chunguza 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 baada ya nyingine 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 asteroids 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 kwenye 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 'hewa ya anga' ya ioni za hidrojeni inaweza kutoa atomi za oksijeni za kutosha kutoka kwa nyenzo kwenye mwamba ili kuunda H2O - 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 Sayansi ya Dunia na 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 anga-hewa kilikuwa na maji ya kutosha ambayo, ikiwa tungeiongeza, yangefikia lita 20 hivi kwa kila mita ya ujazo ya miamba.”
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 juu duniani, lakini haujawahi kutumika katika uchanganuzi wa hidrojeni tuliokuwa 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, wenzetu katika Siri ya Asili ya Maji ya Dunia: Jua Ni Chanzo Kinachoweza Kushangaza.
Rejea: "Michango ya upepo wa jua kwa bahari ya Dunia" na Luke Daly, Martin R. Lee, Lydia J. Hallis, Hope A. Ishii, John P. Bradley, Phillip. A. Bland, David W. Saxey, Denis Fougerouse, William DA Rickard, Lucy V. Forman, Nicholas E. Timms, Fred Jourdan, Steven M. Reddy, Tobias Salge, Zakaria Quadir, Evangelos Christou, Morgan A. Cox, Jeffrey A . Aguiar, Khalid Hattar, Anthony Monterrosa, Lindsay P. Keller, Roy Christoffersen, Catherine A. Dukes, Mark J. Loeffler na Michelle S. Thompson, 29 Novemba 2021, Hali ya Astronomy.
DOI: 10.1038 / s41550-021-01487-w
Watafiti kutoka Chuo Kikuu cha Glasgow, Chuo Kikuu cha Curtin, Chuo Kikuu cha Sydney Utafiti huo uliungwa mkono na ufadhili wa Baraza la Ufadhili wa Sayansi na Teknolojia, sehemu ya UKRI; Muungano wa Uskoti kwa Jiosayansi; Mazingira na Jamii (SAGES); Falme za Kiarabu (UAE) Ruzuku ya Mbegu; Utawala wa Kitaifa wa Anga na Anga (NASA); Mfuko wa Wakfu wa Sayansi na Kiwanda (Sayansi & Mfuko wa Wakfu wa Viwanda); Baraza la Utafiti la Australia Ugunduzi wa Tuzo ya Mtafiti wa Kazi ya Awali (ARC DECRA) DE190101307; Mpango wa LIEF wa Baraza la Utafiti wa Australia (ARC LE130100053); KUFANYA | LDRD | Maabara ya Kitaifa ya Idaho (Idaho National Lab) DOE | Utawala wa Kitaifa wa Usalama wa Nyuklia (NNSA)
