Waar kwam het water op aarde vandaan?

Vragen, theorieën, ontdekkingen e,d, op het gebied van wiskunde, natuurkunde en chemie horen hier thuis.
Plaats reactie
Gebruikersavatar
univers
Observer
Berichten: 33354
Lid geworden op: 27 jan 2013, 11:10

Waar kwam het water op aarde vandaan?

Bericht door univers » 17 mar 2023, 15:39

Een door UMD geleide studie biedt nieuw inzicht in de buitenaardse oorsprong van onze meren, rivieren en oceanen
Water maakt 71% van het aardoppervlak uit, maar niemand weet hoe of wanneer zulke enorme hoeveelheden water op aarde zijn aangekomen.

Een nieuwe studie gepubliceerd in het tijdschrift Nature brengt wetenschappers een stap dichter bij het beantwoorden van die vraag. Onder leiding van Megan Newcombe , assistent-professor in de geologie van de Universiteit van Maryland , analyseerden onderzoekers gesmolten meteorieten die in de ruimte rondzweven sinds de vorming van het zonnestelsel 4 1/2 miljard jaar geleden. Ze ontdekten dat deze meteorieten een extreem laag watergehalte hadden - in feite behoorden ze tot de droogste buitenaardse materialen die ooit zijn gemeten.

Deze resultaten, waardoor onderzoekers ze konden uitsluiten als de primaire bron van het water op aarde, kunnen belangrijke implicaties hebben voor de zoektocht naar water - en leven - op andere planeten. Het helpt onderzoekers ook de onwaarschijnlijke omstandigheden te begrijpen die ervoor zorgden dat de aarde een bewoonbare planeet werd.

"We wilden begrijpen hoe onze planeet erin slaagde om water te krijgen, want het is niet helemaal duidelijk," zei Newcombe. "Het is een uitdaging om water te krijgen en oceanen aan het oppervlak te hebben op een planeet die klein is en relatief dicht bij de zon

Afbeelding
De witte stippellijn in deze illustratie toont de grens tussen het binnenste zonnestelsel en het buitenste zonnestelsel, met de asteroïdengordel ongeveer tussen Mars en Jupiter gepositioneerd. Een luchtbel aan de bovenkant van de afbeelding toont watermoleculen die vastzitten aan een rotsachtig fragment, wat het soort object demonstreert dat water naar de aarde zou kunnen hebben gebracht. Krediet: Jack Cook/Woods Hole Oceanographic Institution.

Het team van onderzoekers analyseerde zeven gesmolten, of achondriet, meteorieten die miljarden jaren na versplintering op de aarde neerstortten van ten minste vijf planetesimalen - objecten die botsten om de planeten in ons zonnestelsel te vormen. In een proces dat bekend staat als smelten, werden veel van deze planetesimalen opgewarmd door het verval van radioactieve elementen in de vroege geschiedenis van het zonnestelsel, waardoor ze uiteenvielen in lagen met een korst, mantel en kern.

Omdat deze meteorieten pas onlangs op aarde vielen, was dit experiment de eerste keer dat iemand ooit hun vluchtige stoffen had gemeten. Liam Peterson, afgestudeerd student geologie aan de UMD , gebruikte een elektronenmicrosonde om hun niveaus van magnesium, ijzer, calcium en silicium te meten, en sloot zich vervolgens aan bij Newcombe bij het Carnegie Institution for Science's Earth and Planets Laboratory om hun watergehalte te meten met een secundair ionenmassaspectrometrie-instrument.

"De uitdaging van het analyseren van water in extreem droge materialen is dat elk terrestrisch water op het oppervlak van het monster of in het meetinstrument gemakkelijk kan worden gedetecteerd, wat de resultaten aantast", zegt co-auteur Conel Alexander, een wetenschapper aan de Carnegie Institution for Science. .

Om besmetting te verminderen, bakten onderzoekers hun monsters eerst in een vacuümoven op lage temperatuur om eventueel oppervlaktewater te verwijderen. Voordat de monsters in de secundaire ionenmassaspectrometer konden worden geanalyseerd, moesten de monsters opnieuw worden gedroogd.

"Ik moest de monsters meer dan een maand onder een turbopomp laten - een echt hoogwaardig vacuüm - om het aardse water voldoende op te zuigen," zei Newcombe.

Sommige van hun meteorietmonsters kwamen uit het binnenste zonnestelsel, waar de aarde zich bevindt en waar algemeen wordt aangenomen dat de omstandigheden warm en droog zijn geweest. Andere zeldzamere monsters kwamen uit de koudere, ijskoudere buitenste regionen van ons planetaire systeem. Hoewel algemeen werd aangenomen dat water vanuit het buitenste zonnestelsel naar de aarde kwam, moet nog worden vastgesteld welke soorten objecten dat water door het zonnestelsel kunnen hebben vervoerd.

"We wisten dat tal van objecten in de buitenste delen van het zonnestelsel gedifferentieerd waren, maar er werd min of meer impliciet aangenomen dat ze, omdat ze uit de buitenste delen van het zonnestelsel kwamen, ook veel water moesten bevatten", zegt Sune Nielsen, co-auteur van het onderzoek en geoloog aan de Woods Hole Oceanographic Institution. “Ons document laat zien dat dit zeker niet het geval is. Zodra meteorieten smelten, is er geen water meer.”

Na analyse van de achondriet-meteorietmonsters ontdekten onderzoekers dat water minder dan twee miljoenste van hun massa uitmaakte. Ter vergelijking: de natste meteorieten - een groep die koolstofhoudende chondrieten wordt genoemd - bevatten tot ongeveer 20 gewichtsprocent water, of 100.000 keer meer dan de meteorietmonsters die door Newcombe en haar coauteurs zijn bestudeerd.

Dit betekent dat het opwarmen en smelten van planetesimalen leidt tot bijna volledig waterverlies, ongeacht waar deze planetesimalen in het zonnestelsel vandaan komen en met hoeveel water ze begonnen. Newcombe en haar co-auteurs ontdekten dat, in tegenstelling tot wat vaak wordt gedacht, niet alle objecten in de buitenste delen van het zonnestelsel rijk zijn aan water. Dit bracht hen tot de conclusie dat water waarschijnlijk via niet-gesmolten of chondritische meteorieten aan de aarde werd geleverd.

Newcombe zei dat hun bevindingen toepassingen hebben die verder gaan dan de geologie. Wetenschappers van vele disciplines - en vooral onderzoekers van exoplaneten - zijn geïnteresseerd in de oorsprong van het aardwater vanwege de diepe verbindingen met het leven.

"Water wordt beschouwd als een ingrediënt voor leven om te kunnen gedijen, dus terwijl we naar het universum kijken en al deze exoplaneten vinden, beginnen we uit te zoeken welke van die planetaire systemen potentiële gastheren kunnen zijn voor leven, 'zei Newcombe. "Om deze andere zonnestelsels te kunnen begrijpen, willen we de onze begrijpen."

https://cmns.umd.edu/news-events/news/w ... scientists
Een mens is net een open boek, je moet het enkel kunnen lezen.

Plaats reactie