Solvindar och asteroiddamm kan ligga bakom hälften av allt vatten på jorden

2021-12-03 15:15  

Det finns cirka 1,4 miljarder kubikkilometer vatten på jorden. En ny forskningsstudie föreslår att hälften av detta kan komma från solen. Men hur fungerar det?

Jorden är en jämförelsevis vattenrik planet med ungefär 1,4 miljarder kubikkilometer vatten, varav 2,5 procent är färskvatten. Exakt hur vattnet kom till jorden är ovisst. En teori föreslår att vattenrika asteroider har levererat vattnet när de slagit ner på vår planet. Det finns dock ett problem med den teorin. 

Vatten från vattenrika asteroider innehåller både vanligt vatten och det som kallas tungt vatten. I tungt vatten har väteatomerna bytts ut mot deuterium. En deuteriumatom är en väteatom som utöver en proton också har en neutron i kärnan.

Om jordens vatten kom från vattenrika asteroider borde vi se samma förhållande mellan vanligt vatten och tungt vatten här på jorden, vilket vi inte gör. 

Solen kan enligt den nya studien ligga bakom hälften av jordens vatten. Foto: NASA

Ett forskarlag har nu hittat vatten i rymdstoft hämtat från en asteroid. I en nyligen publicerad studie i Nature Astronomy hävdar forskarna att det är solen som skapat vattnet. Enligt studien kan så mycket som hälften av allt vatten vi har på jorden ha uppstått på detta vis. Solen skickar konstant ut laddade partiklar som, enligt forskarna, skapar vatten när de träffar damm eller stoft på asteroider.

Forskarna hittade vatten i asteroiddamm 

2003 skickade Japan aeropspace exploration agency (JAXA) en rymdsond till asteroiden Itokawa för att hämta ett jordprov. Rymdsonden, Hayabusa, som landade på asteroiden 2005 återvände till jorden i juni 2010. Forskarlaget som genomfört studien lyckades komma över tre minimala mineralpartiklar från jordprovet 2017. 

Dammet hämtades från asteroiden Itokawa.  Foto: Science Photo Library / TT

Målet var att undersöka om rymdväder, till exempel solvindar, påverkar det yttersta lagret av asteroiddammet. Med hjälp av atomprobtomografi delades mineralerna upp i enskilda atomer och molekyler. Och då gjordes en oväntat upptäckt: i dammet som förväntades vara helt torrt hittades nämligen vatten. 

Solvindar ligger bakom vattenmolekylerna 

För att förklara hur vattnet uppstått i det till synes torra dammet vände sig forskarna till solen. En stor boll med en massa väte. Stjärnor skickar kontinuerligt ut plasmavindar, flöden av laddade partiklar, i rymden. Dessa plasmavindar, som främst består av elektroner och protoner, ska på något vis skapa vatten när de träffar asteroiderna.

Läs mer: James Webb-teleskopet: 29 dagar och 300 saker som inte får gå fel

För att testa sin hypotes bombarderade forskarlaget mineraler likt de som återfinns i asteroider med deuteriumjoner för att simulera solvindarnas effekt på asteroiderna. Jonerna reagerade med mineralen, stal åt sig syreatomer och producerade både hydroxid, OH, och vatten, H20. 

Vatten som skapats genom solvindar är en sedan tidigare outforskad process. Om det stämmer att solvindar bildar vatten på asteroider, och möjligen även på planeter, är det möjligt att vattenreserver i detta nu håller på att byggas upp ute i universum

Hälften av allt vårt vatten kan ha sitt ursprung i solen

Enligt forskarnas uppskattningar kan en kubikmeter asteroiddamm innehålla upp till tjugo liter vatten. Och under tiden som jorden och världshaven bildades var vårt solsystem fullt av både stora och små asteroider. När dessa föll till jorden kan de alltså ha bidragit till att skapa den värld vi känner i dag.

Om man kombinerar denna nya process med vatten från vattenrika asteroider kan man också få rätt förhållanden mellan det väte och deuterium som återfinns på jorden. Om hälften av vattnet kommit från vattenrikt damm, skapat av solvindar, och resterande hälft från vattenrika asteroider så stämmer det överens med verkligheten. 

Nasas rymdsond är på väg tillbaka mot jorden med jord från asteroiden Bennu. Foto: NASA

Fler jordprover från rymdstenar kommer förhoppningsvis snart att kunna undersökas för att bekräfta studien. Rymdsonden Hayabusa har följts upp av Hayabusa-2 som återvände till jorden 2020 med ny jord. Även Nasa har liknande projekt och rymdsonden Osiris-Rex, som sköts upp 2016, kommer att återvända till jorden under 2023 med ett jordprov från asteroiden Bennu. 

Kort om solvindar 

Solen ger konstant ifrån sig solvindar. Solvindar är flöden av laddade partiklar från den övre delen av solens atmosfär, koronan. Plasmat, de laddade partiklar, består främst av elektroner, protoner och alfapartiklar. Solvindarna innehåller också en blandning av de ämnen som återfinns i solen i små mängder, som kol, kväve, syre och så vidare.

Solvindar varierar i densitet, temperatur och hastighet över tid. Den brittiske astronomen Richard Carrington var först med att föreslå att solen skickade ut partiklar. Han var även en av de första att observera en soleruption från jorden, vilket han och Richard Hodgson gjorde oberoende av varandra 1859.

Soleruptioner består av både elektromagnetisk strålning och partikelstrålning. De ger även upphov till mer intensiva solvindar. 

Den sovjetiska rymdfarkosten Luna 1 gjorde 1959 den första direkta observationen av en solvind. Observationerna bekräftades senare av Luna 2 samt Luna 3. 

Bill Burrau

Mer om: Rymden

Kommentarer

Välkommen att säga din mening på Ny Teknik.

Principen för våra regler är enkel: visa respekt för de personer vi skriver om och andra läsare som kommenterar artiklarna. Alla kommentarer modereras efter publiceringen av Ny Teknik eller av oss anlitad personal.

  Kommentarer

Debatt