Laboratoria.net
|
Zamknij X
|
Woda to magia – prawdopodobnie właśnie w niej narodziło się życie. Jeśli nawet tak nie było, bez wody życie w rozwiniętych formach nie mogłoby trwać. Skąd się wzięła woda i gdzie można jej jeszcze szukać w kosmosie?
Woda, którą pijemy dzisiaj, to ta sama woda, którą piły dinozaury, a nawet zwierzęta żyjące wcześniej. Grawitacja ziemska i atmosfera naszej planety powodują, że ogólna ilość H2O pozostaje na Ziemi niemal niezmienna od milionów lat; w tej lub innej formie – cieczy, lodu czy pary. Skąd właściwie się u nas wzięła? Czy była na Ziemi od zawsze, od chwili jej powstania, czy wytworzyła się później? A może przybyła z kosmosu? Czy jest związkiem chemicznym występującym tylko na Ziemi, czy wręcz przeciwnie – całkiem rozpowszechnionym w Układzie Słonecznym, a nawet poza nim?
Kosmiczna hydrodostawa
To trudne pytania, a próbują się z nimi zmierzyć dwie główne hipotezy. Pierwsza mówi o tym, że woda pochodzi z dysku protoplanetarnego, z którego potem ukształtowały się planety Układu Słonecznego. Pod wpływem aktywności wulkanicznej tzw. pierwotna woda uwięziona we wnętrzu Ziemi zaczęła przedostawać się na powierzchnię i tworzyć pierwsze zbiorniki. Ponadto, gdy istniała już gęsta atmosfera i wysoka temperatura oraz tlen, z połączenia dwóch pierwiastków, wodoru i tlenu właśnie, tworzyła się para wodna. Następnie skraplała się w wyższych, zimniejszych warstwach atmosfery. I tak powstał praocean.
Druga teoria – obecnie przyjmowana za bardziej wiarygodną – mówi o tym, że woda trafiła do nas wraz z kometami i asteroidami w okresie „wielkiego bombardowania”, wywołanego gwałtownymi zmianami orbit planet Układu Słonecznego, w początkach historii naszej planety (między 3,8 a 4,1 mld lat temu). Z tamtego okresu pochodzi większość uderzeniowych kraterów na Księżycu. Ziemia też była wówczas areną ciągłego bombardowania kometami i innymi okruchami kosmicznymi.
Teoria ta miała dotąd jeden słaby punkt: komety, chociaż zwykle zawierają bardzo dużo lodu wodnego, to jednak są ciałami małymi i pojawiającymi się rzadko. Pochodzą też najczęściej z daleka (a więc z Pasa Kuipera, leżącego za Plutonem, lub jeszcze bardziej odległego Obłoku Oorta). Wodę więc musiały „dowieźć” na Ziemię inne obiekty kosmiczne – np. znacznie bliższe i znacznie większe asteroidy. Od dawna podejrzewano, że niektóre z nich mogą zawierać wodę, ale dopiero niedawno udało się to potwierdzić.
W połowie 2010 r. dwa niezależne zespoły astronomów z Florida State University oraz John Hopkins University po raz pierwszy wykryły wyraźne spektograficzne ślady wody na asteroidzie. Chodzi o bryłę materii o średnicy około 200 km, zwaną 24 Themis. Okrąża ona Słońce w tzw. głównym pasie planetoid rozciągającym się między orbitami Marsa i Jowisza. Czyli dość blisko Ziemi. 24 Themis przewodzi całej rodzinie podobnych do niej asteroid, które nazywa się też asteroidami dynamicznymi, a czasem kometopodobnymi, ponieważ ciągną one za sobą ogony podobne do kometarnych. Podejrzewano, że zjawisko to spowodowane jest właśnie uwalnianiem drobin wody z ich powierzchni. Teraz wiadomo już, że tak jest.
Zdaniem autorów odkrycia woda jest o wiele bardziej rozpowszechniona na asteroidach pasa głównego, niż wcześniej sądzono. W przypadku 24 Themis znajduje się ona – w postaci lodu – nie tylko na powierzchni obiektu, lecz także w jego wnętrzu. Uwiarygodnia to hipotezę, że nasze oceany mają pozaziemskie pochodzenie. Przy czym w hipotezie tej nie neguje się źródła pierwotnego, a więc powstania części zasobów wodnych Ziemi z materii protoplanetarnej. Jakaś część ziemskiej wody z pewnością pochodzi z tego źródła, jednak znacznie więcej wody przybyło do nas z kosmosu i to przede wszystkim ta kosmiczna woda utworzyła dzisiejsze oceany.
Mokry Księżyc
Ostatnie lata przyniosły wysyp odkryć dowodzących istnienia wody na wielu planetach i księżycach Układu Słonecznego, często na takich, których wcześniej nawet nie podejrzewano o jej obecność. Najbliższym miejscem, gdzie poza Ziemią znaleziono sporo H2O, był Księżyc. Hipoteza, że woda na nim jest, zrodziła się w latach 90. XX w. – z danych pozyskanych podczas misji sondy US Clementine w 1994 r. wynikało bowiem, iż w okolicach bieguna południowego znajdują się kratery z lodem. Potwierdziły to późniejsze odkrycia dokonane w końcu lat 90. przez sondę Lunar Prospector – wykryto wtedy nadwyżki tzw. chłodnych neutronów – stygnących i zwalniających szczególnie po zderzeniach z jądrami wodoru.
Skoro kratery południowego bieguna były bardzo zasobne w wodór, uznano, że najpewniej występowała tam woda (lód wodny) lub uwodnione minerały. Według wstępnych szacunków wody w badanym obszarze mogło być aż 6 km3 (kilka jezior wielkości Śniardw) – taka jej ilość wystarczyłaby dla 5 tys. kolonistów przez 100 lat.
W 2009 r. sonda NASA – Lunar CRater Observation and Sensing Satellite (LCROSS), okrążająca naszego satelitę – odłączyła się od prawie 2,5-tonowego członu uderzeniowego EDUS, czyli górnego pierścienia rakiety nośnej Atlas V. Ten z prędkością 2,5 km/s uderzył we wnętrze krateru Cebeus blisko bieguna południowego. Kolizja wytworzyła dziurę o średnicy 27 m i spowodowała wyrzucenie ponad 300 t materii. W chwilę później sonda LCROSS wyposażona w kilka spektrometrów i kamer przeleciała przez obłok wyrzuconej materii, analizując jej skład, po czym sama też uderzyła w powierzchnię Księżyca.
Wkrótce NASA potwierdziła, że w wyrzuconej pod wpływem uderzenia materii odnaleziono wyraźne spektrometryczne ślady wody i to w obu frakcjach wyrzutu – wyższej, złożonej z pary oraz drobnego pyłu, oraz niższej, zawierającej cięższy materiał. Anthony Colaprete z NASA – główny badacz danych zebranych podczas misji – stwierdził wówczas: – Bez wahania mogę powiedzieć, że w tym miejscu Księżyc jest bardziej wilgotny niż pustynia Atacama w Chile.
– Niestety, misja LCROSS nie dała odpowiedzi, ile wody może być w kraterze Cebeus i jaka jest jej zawartość w znajdującym się tam materiale – wyjaśnia prof. Michał Różyczka z Centrum Astronomicznego im. Mikołaja Kopernika PAN w Warszawie – są za to inne szacunki, mówiące o tym, że w samych skałach księżycowych woda, występująca w postaci uwodnionych minerałów czy nawet czysta, może stanowić aż jedną dziesiątą ich masy. Oczywiście i tu rodzi się pytanie: jak silnie jest rozproszona? Gdyby bowiem trzeba było przetworzyć kilkaset ton skał dla uzyskania kilkuset litrów wody, o całej sprawie należałoby szybko zapomnieć. Kwestia ta ma duże znaczenie, bo Księżyc wydaje się idealną stacją przesiadkową na drodze do dalszych misji (można z niego wystartować o wiele łatwiej niż z Ziemi). Gdyby powstała tam baza, załogi księżycowe potrzebowałyby wody na własny użytek i do otrzymania paliwa rakietowego.
Lodowy Merkury
Zdążyliśmy się już przyzwyczaić do tego, że na Marsie jest woda – głównie w czapach jego biegunów, zwłaszcza północnego. Ale o tym, że może występować też na biegunach Merkurego, do niedawna jedynie spekulowano. Nikt bowiem nie potrafił tam zajrzeć. Dokonano tego dopiero dwa lata temu. Wtedy to neutronowy spektrometr Messengera – amerykańskiej sondy, która orbitowała długo wokół Merkurego – odkrył ogromne „nadwyżki” wodoru w okolicach biegunów planety. Po bliższych analizach okazało się, że rejony te są bogate w lód. Znajduje się on pod około 20-centymetrową warstwą osadów gruntowych, naniesionych najprawdopodobniej w wyniku licznych uderzeń komet i asteroidów w te okolice Merkurego. Badacze planet uważają, że owe komety i asteroidy były źródłem merkuriańskiej wody.
Autor: Przemek Berg
25 maja 2018 roku zacznie obowiązywać Rozporządzenie Parlamentu Europejskiego i Rady (UE) 2016/679 z dnia 27 kwietnia 2016 r (RODO). Potrzebujemy Twojej zgody na przetwarzanie Twoich danych osobowych przechowywanych w plikach cookies. Poniżej znajdziesz pełny zakres informacji na ten temat.
Zgadzam się na przechowywanie na urządzeniu, z którego korzystam tzw. plików cookies oraz na przetwarzanie moich danych osobowych pozostawianych w czasie korzystania przeze mnie ze strony internetowej Laboratoria.net w celach marketingowych, w tym na profilowanie i w celach analitycznych.
Administratorami Twoich danych będziemy my: Portal Laboratoria.net z siedzibą w Krakowie (Grupa INTS ul. Czerwone Maki 55/25 30-392 Kraków).
Chodzi o dane osobowe, które są zbierane w ramach korzystania przez Ciebie z naszych usług w tym zapisywanych w plikach cookies.
Przetwarzamy te dane w celach opisanych w polityce prywatności, między innymi aby:
dopasować treści stron i ich tematykę, w tym tematykę ukazujących się tam materiałów do Twoich zainteresowań,
dokonywać pomiarów, które pozwalają nam udoskonalać nasze usługi i sprawić, że będą maksymalnie odpowiadać Twoim potrzebom,
pokazywać Ci reklamy dopasowane do Twoich potrzeb i zainteresowań.
Zgodnie z obowiązującym prawem Twoje dane możemy przekazywać podmiotom przetwarzającym je na nasze zlecenie, np. agencjom marketingowym, podwykonawcom naszych usług oraz podmiotom uprawnionym do uzyskania danych na podstawie obowiązującego prawa np. sądom lub organom ścigania – oczywiście tylko gdy wystąpią z żądaniem w oparciu o stosowną podstawę prawną.
Masz między innymi prawo do żądania dostępu do danych, sprostowania, usunięcia lub ograniczenia ich przetwarzania. Możesz także wycofać zgodę na przetwarzanie danych osobowych, zgłosić sprzeciw oraz skorzystać z innych praw.
Każde przetwarzanie Twoich danych musi być oparte na właściwej, zgodnej z obowiązującymi przepisami, podstawie prawnej. Podstawą prawną przetwarzania Twoich danych w celu świadczenia usług, w tym dopasowywania ich do Twoich zainteresowań, analizowania ich i udoskonalania oraz zapewniania ich bezpieczeństwa jest niezbędność do wykonania umów o ich świadczenie (tymi umowami są zazwyczaj regulaminy lub podobne dokumenty dostępne w usługach, z których korzystasz). Taką podstawą prawną dla pomiarów statystycznych i marketingu własnego administratorów jest tzw. uzasadniony interes administratora. Przetwarzanie Twoich danych w celach marketingowych podmiotów trzecich będzie odbywać się na podstawie Twojej dobrowolnej zgody.
Dlatego też proszę zaznacz przycisk "zgadzam się" jeżeli zgadzasz się na przetwarzanie Twoich danych osobowych zbieranych w ramach korzystania przez ze mnie z portalu *Laboratoria.net, udostępnianych zarówno w wersji "desktop", jak i "mobile", w tym także zbieranych w tzw. plikach cookies. Wyrażenie zgody jest dobrowolne i możesz ją w dowolnym momencie wycofać.
Więcej w naszej POLITYCE PRYWATNOŚCI