पृथ्वी के बारे में सबसे स्थायी प्रश्नों में से एक इसके पानी की उत्पत्ति के संबंध में है। यह कहां से आया? एक व्यापक रूप से आयोजित सिद्धांत धूमकेतु को का सम्मान देता है पृथ्वी पर पानी लाना . एक और कहता है कि पृथ्वी का पानी तब आया जब एक प्रोटोप्लैनेट प्रारंभिक पृथ्वी में दुर्घटनाग्रस्त हो गया , न केवल भारी मात्रा में पानी पहुंचा रहा है, बल्कि चंद्रमा का निर्माण कर रहा है।
अब एक नए अध्ययन से पता चलता है कि छोटे ग्रह वेस्ता को अपना पानी अंतरिक्ष की धूल से मिला है। क्या यह पृथ्वी के जल की उत्पत्ति की व्याख्या करने में मदद कर सकता है?
'इस शोध से पता चलता है कि आप छोटे माइक्रोमीटरोइड्स को परिवहन कर सकते हैं जिनमें बर्फ होते हैं जो पानी के बिना बने सूखे शरीर में होते हैं।'
लियोनेल वाचर, अध्ययन सह-लेखक, पोस्टडॉक्टोरल शोधकर्ता
इस अध्ययन के प्रमुख लेखक नान लियू हैं, जो भौतिकी में सहायक शोध प्रोफेसर और कला और विज्ञान में अंतरिक्ष विज्ञान के लिए प्रयोगशाला हैं। अध्ययन का शीर्षक है 'नैनोएसआईएमएस कापोएटा हॉवर्डाइट से एक्सनोलिथिक कार्बोनेसियस क्लैस्ट की समस्थानिक जांच।' यह जर्नल में प्रकाशित हुआ है जियोचिमिका और कॉस्मोचिमिका एक्टा .
यह अध्ययन हमारे सौर मंडल में कुछ बहुत ही दुर्लभ सामग्री के आसपास केंद्रित है। हमारे सौर मंडल का अधिकांश पदार्थ अन्य लंबे समय से मृत तारों से आया है। जब हमारे सूर्य और सौर मंडल का गठन हुआ, तो उस सामग्री को वाष्पीकृत किया गया, फिर नई सामग्री में पुन: संघनित किया गया। लेकिन कुछ छोटा हिस्सा उस सर्वनाशकारी पुनर्जन्म परिदृश्य से बच गया। उनमें से कुछ छोटे अनाज कभी वाष्पीकृत नहीं हुए, जिससे वे हमारे सौर मंडल से भी पुराने हो गए।
उस सामग्री की पहचान और जांच करके वैज्ञानिक कुछ चीजें सीख सकते हैं।
इस अध्ययन ने लघु ग्रह (या क्षुद्रग्रह) वेस्ता (4 वेस्ता) को देखा। स्टारडस्ट के उन प्राचीन अनाजों में से कुछ ने माइक्रोमीटर के रूप में वेस्टा को बनाया, और उनमें से कुछ चट्टानी शरीर में पानी लाए। वैज्ञानिक इसे कैसे जानते हैं?
ग्रहीय वेस्टा। डॉन अंतरिक्ष यान ने जुलाई 2011 और सितंबर 2012 के बीच वेस्टा का दौरा किया। श्रेय: NASA
'हमारी पृथ्वी की तरह,' लियू ने कहा प्रेस विज्ञप्ति , 'वेस्टा में एक कोर, एक मेंटल और क्रस्ट है।' वेस्टा को बनाने वाली सामग्री के रूप में गठित ये विशेषताएं पिघलती हैं, विभेदित होती हैं और एक ही ग्रह जैसी वस्तु में समा जाती हैं। ऐसा ही कुछ पृथ्वी के साथ भी हुआ। वेस्टा की तरह, पृथ्वी को भी माइक्रोमीटरोइड्स द्वारा कुचला गया था।
'यदि बर्फीले माइक्रोमीटरोइड्स पृथ्वी के निर्माण के समय आंतरिक सौर मंडल में पानी पहुंचाते हैं, तो यह एक तरीका हो सकता है कि पृथ्वी जीवन का समर्थन करने के लिए पर्याप्त पानी के साथ समाप्त हो जाए।'
ये सभी बातें 1942 की एक घटना से जुड़ी हुई हैं। उस वर्ष, कपोएटा उल्कापिंड सूडान में पृथ्वी पर आया। यह तब द्वितीय विश्व युद्ध था, और सौभाग्य से, उल्कापिंड ब्रिटिश सेना के काफिले के सामने सड़क पर उतरा।
कपोएटा उल्कापिंड एक ' हावर्डिट ई' उल्कापिंड। उनमें से लगभग 200 हैं, और उनका नाम एडवर्ड हॉवर्ड के नाम पर रखा गया है। हॉवर्ड मुख्य रूप से एक रसायनज्ञ थे (उन्होंने चीनी को परिष्कृत करने की एक विधि का आविष्कार किया था।) लेकिन उन्हें उल्कापिंडों और उनकी रचनाओं में भी बहुत रुचि थी।
पृथ्वी पर उल्कापिंड बरामद, 4 वेस्टा के सौजन्य से। ये वेस्टा में एक अलग अध्ययन की छवियां हैं। एक ध्रुवीकृत सूक्ष्मदर्शी से निर्मित खनिज विभिन्न रंगों में दिखाई देते हैं। श्रेय: NASA/टेनेसी विश्वविद्यालय।
हॉवर्डाइट के सभी उल्कापिंड वेस्टा से आए थे, हालांकि हमें यह नहीं पता था कि 2011 में नासा के डॉन अंतरिक्ष यान के छोटे ग्रह पर पहुंचने तक। उस यात्रा ने वेस्टा और हॉवर्डाइट उल्कापिंडों के साथ-साथ उल्कापिंडों के दो अन्य परिवारों के बीच की कड़ी का खुलासा किया।
इस नए अध्ययन के पीछे शोधकर्ताओं की टीम ने कपोएटा उल्कापिंड के एक नमूने को देखा। उन्हें छोटे-छोटे गहरे रंग के समावेशन मिले जो जगह से हटकर लग रहे थे। 'वे आसपास की सामग्री से पूरी तरह से अलग दिखते हैं,' लियू ने कहा। टीम ने छोटे समावेशन को माइक्रोमीटर के रूप में पहचाना, जो मानव बाल की मोटाई से छोटा है।
फिर उन्होंने अपने विश्वविद्यालय की नैनोएसआईएमएस मशीन को काम पर लगा दिया।
नैनोएसआईएमएस का मतलब है नैनोस्केल सेकेंडरी आयन मास स्पेक्ट्रोमेट्री . NanoSIMS आयनों की एक किरण बनाने के लिए आयन गन का उपयोग करता है। वह बीम एक नमूने के उद्देश्य से है, इस मामले में कपोएटा उल्कापिंड का नमूना। आयन बीम परमाणु टकराव पैदा करता है, और उनमें से कुछ टकराव माध्यमिक आयन कण उत्पन्न करते हैं। वे द्वितीयक आयन फिर एक मास स्पेक्ट्रोमीटर के माध्यम से खिलाया जाता है, जो आयनों की पहचान करता है। 2018 तक, दुनिया में इनमें से केवल 40 से अधिक मशीनें थीं।
NanoSims50 उपकरण का सरलीकृत आरेख। छवि क्रेडिट: ईडन कैंप द्वारा - स्वयं का कार्य, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=47856700
स्पेक्ट्रोमेट्री ने कपोएटा उल्कापिंड से लगभग 14 छोटे नमूनों को केंद्रित किया, जिन्हें छोटे समावेशन कहा जाता है धमाका . वे सभी नमूने के एक पतले हिस्से के एक किनारे से थे। जब उन्होंने इसका विश्लेषण किया, तो उन्होंने पाया कि 14 में से 2 में मैग्नेटाइट था तटबंध , मेजबान उल्कापिंड और कार्बनयुक्त विस्फोटों के बीच। जैसा कि लेखक अपने पेपर में लिखते हैं, एक तटबंध एक आकार का शून्य है, और उनकी उपस्थिति 'सी-क्लैस्ट्स में एम्बेडेड बर्फ के पिघलने के परिणामस्वरूप वेस्टा पर होने वाले जलीय परिवर्तन' को इंगित करती है।
नैनोएसआईएम स्पेक्ट्रोमेट्री ने विस्फोटों में अपेक्षा से अलग आइसोटोप के अनुपात का खुलासा किया, और दिखाया कि वे जो कुछ देख रहे थे वह पूर्व-सौर सामग्री थी, जो सामग्री हमारे सौर मंडल से बहुत पहले मौजूद थी। उन्हें दो पूर्व-सौर सिलिकेट अनाज, और चार पूर्व-सौर सिलिकॉन-कार्बाइड अनाज मिले।
कपोएटा नमूने की एक सूक्ष्म छवि। विस्फोटों में से एक, या समावेशन, लाल रंग में हाइलाइट किया गया है। यह स्पष्ट रूप से बाकी नमूने से अलग दिखता है। 'वे आसपास की सामग्री से पूरी तरह से अलग दिखते हैं,' प्रमुख लेखक लियू ने कहा। छवि क्रेडिट: ओग्लियोर लैब
उन्होंने लिखा: 'इस प्रकार, साक्ष्य के दो टुकड़ों को एक साथ लेने का तात्पर्य है कि इस अध्ययन के विस्फोट एक बर्फ-असर वाले मूल शरीर, या तो बर्फीले क्षुद्रग्रह या धूमकेतु से उत्पन्न होते हैं, जो बाहरी सौर मंडल से उत्पन्न होते हैं।'
टीम को लगता है कि ये सूक्ष्म उल्कापिंड अनाज वेस्टा या चट्टान के टुकड़ों पर पहुंचे, जो कुछ समय बाद वेस्टा बन गए। देर से भारी बमबारी .
लेट हैवी बॉम्बार्डमेंट के बारे में प्रश्न लाजिमी है। इस बिंदु पर यह केवल एक परिकल्पना है, लेकिन बहुत सारे सबूत हैं। छवि क्रेडिट: दक्षिण पश्चिम अनुसंधान संस्थान
इस काम का एक बहुत ही दिलचस्प पानी का पहलू है। टीम ने पाया 'खनिज और बनावट जो पिघली हुई बर्फ से चट्टान और पानी के बीच परस्पर क्रिया से जुड़े थे।' यह उन्हें पृथ्वी के जल और उसके स्रोत के प्रश्न की ओर ले जाता है।
'हमें बाहरी सौर मंडल से बर्फ लाने के लिए एक तंत्र की आवश्यकता है, जहां तापमान कम है,' वाचर ने कहा। पानी बनाने के लिए आंतरिक सौर मंडल बहुत गर्म था, इसलिए इसे बाहरी सौर मंडल में ठंडे क्षेत्रों से ले जाना पड़ा। 'इस शोध से पता चलता है कि आप छोटे माइक्रोमीटरोइड्स को परिवहन कर सकते हैं जिनमें बर्फ होते हैं जो पानी के बिना बने सूखे शरीर में होते हैं।'
प्राचीन पृथ्वी का अध्ययन करने में समस्या ग्रह की गतिविधि का स्तर है। अपरदन और प्लेट विवर्तनिकी ने प्राचीन साक्ष्य मिटा दिए हैं। तो वेस्टा, कपोएटे और आयनों के बीच की कड़ी यह समझाने में मदद कर सकती है कि पृथ्वी को पानी कैसे मिला। भौतिकी के सहायक प्रोफेसर और सह-लेखक रयान ओग्लियोर ने कहा, 'यदि बर्फीले माइक्रोमीटरोइड्स ने आंतरिक सौर मंडल में पानी पहुंचाया, जब पृथ्वी अभी भी बन रही थी, तो यह एक तरीका हो सकता है कि पृथ्वी जीवन का समर्थन करने के लिए पर्याप्त पानी के साथ समाप्त हो जाए।' कागज़।
अध्ययन से नमूनों की ज़ूम करने योग्य छवि देखने के लिए इस छवि पर क्लिक करें। छवि क्रेडिट: ओग्लियोर लैब
और अगर यह हमारे सौर मंडल में हुआ है, तो यह दूसरों में भी हो सकता है। 'अन्य सितारों के आसपास रहने योग्य ग्रहों ने इसी तरह के माध्यम से अपना पानी हासिल कर लिया होगा,' ओग्लियोर ने कहा।
बेशक, अभी भी बहुत सारे प्रश्न हैं, और यह अध्ययन केवल शुरुआत हो सकता है।
ओग्लियोर ने कहा, 'हमारा अगला माप तब बाधित होगा जब यह गीली सामग्री वेस्टा तक पहुंचाई जाएगी, और यह कहां से आई है: एक बर्फीले क्षुद्रग्रह, एक धूमकेतु या कोई अन्य विदेशी स्रोत।'
