Cometele au jucat un rol „major” în a face posibilă viața pe Pământ, indică un nou studiu

Ideea că cometele au livrat apă către Pământul timpuriu a disfavorizat în ultimul deceniu, dar o nouă privire asupra datelor din Agenția Spațială EuropeanăMisiunea Rosetta a lui (ESA) pe o cometă emblematică „rață de cauciuc” a redeschis această posibilitate.

Apa are o compoziție chimică destul de simplă: doar trei atomi (doi de hidrogen și unul de oxigen) în fiecare moleculă. Este, de asemenea, una dintre cele mai abundente molecule ale Pământului, oceanele planetei noastre fiind pline de aproximativ un milion de trilioane de tone de lichid.

Cum toate astea apă a ajuns pe Pământ, totuși, a rămas un mister. Unii oameni de știință cred că, deși procesele geologice ale Pământului ar fi putut genera o mică parte din aceasta, cea mai mare parte a apei a fost probabil depusă de comete sau asteroizi prin ciocniri repetate, cataclismice.

A afla care dintre aceste două grupuri a fost responsabilă implică o semnătură chimică specială care apare deoarece hidrogenul din apă apare în doi izotopi sau forme distincte. În timp ce majoritatea atomilor de hidrogen conțin doar un proton în nucleul lor, o mică fracțiune adăpostește un neutron suplimentar. Semnătura chimică implică măsurarea cantității acestui izotop de hidrogen mai greu, numit deuteriu, în raport cu forma sa mai ușoară, regulată – o cantitate numită raportul deuteriu-hidrogen sau D/H.

„D/H din apă ne spune la ce temperatură s-a format gheața și de la ce distanță s-a format o cometă de Soare.” Kathleen Mandtun planetar la NASA și autorul corespondent al unui nou studiu care descrie reanaliza, a declarat Live Science într-un e-mail. Cu cât valoarea D/H este mai mică, cu atât este mai departe de soare s-a născut asteroidul sau cometa.

Înrudit: „Urmele de mizerii” ale meteoroizilor ar putea dezvălui potențiale comete „ucigatoare de planete” cu ani înainte ca acestea să ajungă pe Pământ

Cercetările din ultimele decenii au arătat că raportul D/H al Pământului este similar cu cel al multor asteroizi și al unui număr de Cometele din familia Jupiter — un grup de comete care trec pe lângă soare aproximativ la fiecare 20 de ani și ale căror trasee sunt modificate de gravitația lui Jupiter.

Dar valoarea D/H a cometei 67P/Churyumov-Gerasimenko, determinată într-un studiu din 2015, a pus capăt, în esență, cazului cometelor. În medie, peste 150 de măsurători colectate de ESA Misiunea Rosetta în timpul întâlnirii din 2014 a navei spațiale cu Cometa 67P, valoarea D/H a fost de aproximativ trei ori mai mare decât cea a Pământului. Cercetătorii au interpretat acest lucru ca o dovadă că este foarte puțin probabil ca cometele să fi livrat apă pe Pământ.

Rezultatele au fost surprinzătoare, a spus Mandt, deoarece valoarea D/H a fost mult mai mare decât cea a altor comete din familia Jupiter. În plus, „cometa ar trebui să aibă mult mai mult CO [carbon monoxide] și N2 [nitrogen] decât a măsurat Rosetta, deoarece aceste gheață se formează și la temperaturi foarte scăzute”, a adăugat ea.

Pentru a înțelege raportul D/H aparent ridicat al cometei 67P, Mandt și alți astronomi de la institutele de cercetare din SUA, Franța și Elveția au decis să analizeze întregul set de date Rosetta. Folosind o tehnică statistică inovatoare dezvoltată de Jacob Lustig-Yaeger de la Johns Hopkins Applied Physics Laboratory, echipa a identificat semnale provenind doar de la molecule de apă care conţin deuteriu, permiţându-le să colecteze aproximativ 4.000 de măsurători D/H.

Cercetătorii au descoperit că valorile D/H au variat sălbatic de-a lungul axei lungi a cometei, cele mai mari fiind în apropierea „nucleului” – partea stâncoasă care seamănă cu o rață de cauciuc – și scăzând de-a lungul cozii.

O astfel de variație are loc probabil din cauza proceselor care au loc în interiorul cometei, au scris cercetătorii în studiul lor, publicat pe 13 noiembrie în revista Science Advances. Pe măsură ce cometa se apropie soarelesuprafața cometei se încălzește, ceea ce eliberează gaz împreună cu particulele de praf acoperite cu gheață în comă (haloul care se dezvoltă în jurul nucleului). Studii de laborator anterioare, neînrudite, au arătat că gheața care conține deuteriu tinde să se lipească de boabele de praf mai mult decât de gheața normală. Oamenii de știință și-au dat seama că astfel de boabe de praf, la intrarea în comă, ar putea explica valorile ridicate D/H înregistrate acolo.

Cu toate acestea, cercetătorii au observat că particulele de praf aflate la aproximativ 75 de mile (120 de kilometri) de nucleu sunt în esență uscate, ceea ce înseamnă că le lipsește orice gheață îmbogățită cu deuteriu care ar putea genera valori D/H fals de mari. Folosind doar datele colectate la această distanță, autorii au calculat că valoarea reală D/H a cometei 67P era de numai 1,5 ori mai mare decât cea a Pământului.

Valoarea D/H revizuită înseamnă că „toate cometele din familia Jupiter pe care le-am putut măsura au un D/H mai aproape de D/H apa Pământului”, a spus Mandt. Acest lucru implică faptul că cometele au jucat un rol major, mai degrabă decât minor, în irigarea Pământului. În plus, a adăugat ea, o valoare D/H mai mică sugerează că cometa 67P s-a născut mai aproape de soare decât credeau oamenii de știință anterior.

Deepa Jain este un scriitor științific independent din Bengaluru, India. Educația ei constă dintr-o diplomă de master în biologie de la Institutul Indian de Științe din Bengaluru și o diplomă de licență aproape finalizată în arheologie de la Universitatea din Leicester, Marea Britanie. Îi place să scrie despre astronomie, lumea naturală și arheologie.