تحقیقات جدید نشان می‌دهد که آب موجود در دنباله‌دار « ۶۷P/Churyumov–Gerasimenko» دارای نشانه‌های مولکولی است که دقیقاً با آب موجود در اقیانوس‌های زمین مطابقت دارد.

این کشف این احتمال را زنده می‌کند که دنباله‌دارهای خانواده مشتری مانند ۶۷P نقشی در تامین آب سیاره ما داشته باشند و با مطالعات قبلی که این ارتباط را زیر سؤال می‌بردند، مقابله کنند.

به نقل از آی‌ای، آب برای حیات روی زمین ضروری است. در حالی که بخشی از آن احتمالاً از گاز و غباری است که سیاره ما تقریباً ۴.۶ میلیارد سال پیش تشکیل داده است، گرمای شدید خورشید جوان می‌توانسته بسیاری از آب اولیه را تبخیر کند.

اینکه چگونه آب مایع در زمین فراوان شد، مدتهاست یک بحث علمی است.

آب در زمین

محققان می‌گویند بخشی از آب زمین در اثر فعالیت‌های آتشفشانی تولید شده است. اینطور که بخار آب آزاد شده توسط آتشفشان‌ها در نهایت متراکم شده و به صورت باران باریده و به تشکیل اقیانوس‌های ما کمک کرده است.

علاوه بر این، شواهد نشان می‌دهد که بخش قابل توجهی از اقیانوس‌های زمین از اجرام یخی مانند سیارک‌ها و احتمالاً دنباله‌دارهایی که در سال‌های اولیه منظومه شمسی با سیاره ما برخورد کرده‌اند، مشتق شده‌اند.

این دوره که با رگباری از برخوردهای چهار میلیارد سال پیش مشخص می‌شود، می‌توانسته انتقال آب به زمین را تسهیل کند.

ارتباط بین آب سیارکی و اقیانوس‌های زمین به طور کلی به خوبی پشتیبانی می‌شود، اما نقش دنباله‌دارها هنوز نامشخص است.

مطالعات قبلی از دنباله‌دارهای خانواده مشتری، یک پیوند قوی بین آب آنها و زمین بر اساس یک نشانه مولکولی مهم را نشان داده است.

این نشانه نسبت دوتریوم(D) به هیدروژن معمولی(H) است که در آب یافت می‌شود و بینش‌هایی را درباره محل تشکیل این اجرام در منظومه شمسی ارائه می‌دهد.

دوتریوم شکل سنگین‌تری از هیدروژن است و غلظت آن بر اساس فاصله جسم از خورشید متفاوت است.

دنباله‌دارها

دنباله‌دارهایی که در منظومه شمسی بیرونی سرد شکل می‌گیرند، نسبت به سیارک‌هایی که نزدیک‌تر به خورشید هستند، سطح دوتریوم بیشتری دارند.

طی دو دهه گذشته، اندازه‌گیری‌های بخار آب در چندین دنباله‌دار از خانواده مشتری، سطوح دوتریوم را مشابه آنچه در آب زمین یافت می‌شود، نشان داده است که ارتباط بالقوه‌ای را در انتقال آب به زمین نشان می‌دهد.

کاتلین مانت(Kathleen Mandt)، دانشمند سیاره‌شناس در مرکز پرواز فضایی گادرد ناسا مطالعه جدیدی را رهبری کرده که در مجله Science Advances منتشر شده و فراوانی دوتریوم را در دنباله‌دار ۶۷P ارزیابی کرد.

مانت خاطرنشان کرد: به نظر می‌رسید که این دنباله‌دارها نقش مهمی در رساندن آب به زمین داشته‌اند.

با این حال در سال ۲۰۱۴، ماموریت روزتا(Rosetta) متعلق به آژانس فضایی اروپا به ۶۷P، چالش جدیدی را برای این نظریه مطرح کرد.

تجزیه و تحلیل و اندازه‌گیری‌های روزتا نشان داد که ۶۷P حاوی بالاترین غلظت دوتریوم است که در هر دنباله‌داری یافت می‌شود و تقریباً سه برابر بیشتر از اقیانوس‌های زمین است.

این کشف باعث شد تا دانشمندان از جمله مانت، در این ایده تجدید نظر کنند که دنباله‌دارهای خانواده مشتری در تامین آب زمین نقش داشته‌اند.

محققان برای بررسی بیشتر سطوح دوتریوم در ۶۷P از یک تکنیک آماری پیشرفته برای تجزیه و تحلیل بیش از ۱۶ هزار اندازه‌گیری انجام شده توسط ماموریت روزتا استفاده کردند.

هدف آنها درک این موضوع بود که چرا نسبت‌های مختلف ایزوتوپ هیدروژن در آب دنباله‌دار مشاهده شده است.

آزمایش‌های آزمایشگاهی و مشاهدات قبلی نشان می‌دهد که گرد و غبار اطراف دنباله‌دارها می‌تواند بر قرائت‌های دوتریوم تأثیر بگذارد.

دنباله‌دار مشتری

مانت کنجکاوی خود را ابراز کرد و گفت: فقط کنجکاو بودم که آیا بتوانیم شواهدی برای این اتفاق در ۶۷P پیدا کنیم.

او به شکل قابل‌ توجهی رابطه‌ای بین اندازه‌گیری‌های دوتریوم و مقدار غبار موجود در دنباله‌ این دنباله‌دار که ابر گاز و غبار اطراف آن است، پیدا کرد.

این ارتباط نشان داد که برخی از اندازه‌گیری‌ها از نزدیکی سیارک نیز ممکن است نیاز باشد تا ترکیب آب واقعی دنباله‌دار را به دقت منعکس کند.

هنگامی که یک دنباله‌دار به خورشید نزدیکتر می‌شود، سطح آن گرم می‌شود و این باعث می‌شود گاز و غبار بیشتری از آن آزاد شود.

مطالعات نشان می‌دهد که آب غنی از دوتریوم بیشتر از آب معمولی به دانه‌های گرد و غبار متصل می‌شود که می‌تواند منجر به خوانش‌های گمراه‌کننده دوتریوم در دنباله‌ سیارک شود.

هنگامی که گرد و غبار به دنباله‌ بیرونی می‌رسد، خشک می‌شود و آب غنی از دوتریوم را از دست می‌دهد و امکان اندازه‌گیری دقیق محتوای دوتریوم واقعی دنباله‌دار را فراهم می‌کند.

این یافته‌ها می‌تواند پیامدهای قابل توجهی برای درک منشأ آب در زمین و چگونگی کمک دنباله‌دارها به این منبع حیاتی داشته باشد.

مانت و تیم او بر این باورند که این پژوهش می‌تواند روایت مربوط به منابع آب در سیاره ما را تغییر دهد و بحث درباره نقش دنباله‌دارها در تاریخ آب زمین را حل کند.