Czy gdy Ziemia powstała, to większość jej wody była już uwięziona wewnątrz skał? Miliony litrów uwięzonej wody stopniowo wyciekały na powierzchnię? Czy może sporadyczne kolizje komet przynosiły ze sobą życiodajny płyn w sposób skokowy? Doświadczenie o nazwie “Ptolemeusz” na lądowniku Philae sondy Rosetta ma pomóc odpowiedzieć na te pytania.

Skądś musiała się wziąć ta ogromna ilość wody na Ziemi jaką teraz się cieszymy. Można spojrzeć na komety jako duże lodowce kosmiczne, zamrożone zbiorniki wody orbitujące wokół Słońca. Czy liczne ich kolizje z Ziemią tysiące milionów lat wstecz zapoatrzyły topografię pierwotnej Ziemię w duże ilości wody? Zaskakująco trudno jest znaleźć solidne argumenty w tej kwesti.

Oceany, czyli największe zbiorowiska wody na Ziemi, są bodaj najważniejszymi częściami systemu ekologicznego planety. Wciąż wiemy o nich zaskakująco mało – jak powstały? w jaki sposób się zmieniają?

Ocean - 75% powierzchni planety

Oceany pokrywają większość powierzchni Ziemii. Tymczasem wciąż mało wiemy o ich roli w kształtowaniu klimatu: transporcie ciepła, obiegu dwutlenku węgla.

Eksperyment “Ptolemeusz” może dać nam wskazówki co do pochodzenia wody na Ziemi. Jego sercem jest miniaturowe laboratorium na lądowniku sondy Rosetta, zwanego Philae. Aparatura jest przeznaczona do zbadania atomów skłądających się na wodę i inne dobrze znane związki na powierzchni komety.

Atomy występują w nieco różnych odmianach – izotopach. Każdy izotop zachowuje się tak samo pod względem chemicznym. Jednak różne izotopy mają różne masy, ze wzgledu na różniącą je ilość neutronów w ich jądrach.

Urządzenie pomiarowe Ptolemeusz znajduje się na pokładzie ladownika Rosetty – zwanego Philae. Sprzęt ten dokona analizy mieszanki izotopów atomów wody na powierzchni komety 67P/Churyumov-Gerasimenko. Odpowie tym samym na pytanie, czy tamtejsza mieszanka jest podobna do tej, jaką obserwujemy na Ziemi. Ostatnie obserwacje naziemne komet LINEAR mówią nam, że prawdopodobnie są bardzo podobne.

Artystyczna wizja sondy Rosetta i jej lądownika, zbliżających się do komety Wirtanen.

Jeśli hipoteza ta zostanie potwierdzone przez te pomiary bezpośrednie, kolejna zagadka Ziemi będzie rozwiązana. Jeśli nie, to geofizycy będą musieli szukać odpowiedzi gdzie indziej.

Obecność wody stwierdzono na przykład w meteorytach (mniejsze kawałki asteroid i komet spadających na Ziemię). Aczkolwiek woda w nich występuje w dużo mniejszych ilościach niż w kometach i jest związana z minerałami.

Odpowiedź być może znajduje się ciut bliżej – w procesach zwiazanych z wulkanizacją. Jest jeszcze wiele innych możliwości.

Jeśli woda w kometach wykaże zupełnie inną mieszankę izotopów niż ta na Ziemi, to będzie to też ważnym odkryciem. Całkowita odmienność rodzajów występujących izotpów oznaczna, że ich materia jest skrajnie różna od tej w Układzie Słonecznym. W takim wypadku dojdzie do głosu hipoteza, że komety mogły powstać poza Układem Słonecznym, by później zostać złapane w swojej wędrówce międzygwiezdnej przez pole grawitacyjne Słońca.

Autor

Karol Langner