धूमकेतु से पृथ्वी के सभी जल नहीं आए

वैज्ञानिकों के बीच सबसे व्यापक रूप से आयोजित सिद्धांत के अनुसार, पृथ्वी के पानी के लिए धन्यवाद करने के लिए हमारे पास धूमकेतु और क्षुद्रग्रह हैं। लेकिन यह कट-एंड-ड्राय नहीं है। यह अभी भी एक रहस्य है, और एक नए अध्ययन से पता चलता है कि पृथ्वी का सारा पानी हमारे ग्रह तक नहीं पहुँचाया गया था।

हाइड्रोजन ब्रह्मांड में सबसे प्रचुर तत्व है, और यह पृथ्वी के पानी के आसपास के सवाल के केंद्र में है। इस नए अध्ययन को एरिजोना स्टेट यूनिवर्सिटी में पीटर ब्यूसेक, रीजेंट्स प्रोफेसर इन द स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन एंड स्कूल ऑफ मॉलिक्यूलर साइंसेज द्वारा सह-नेतृत्व किया गया था। इसमें, लेखकों का सुझाव है कि हाइड्रोजन आया, कम से कम आंशिक रूप से, सौर नेबुला से, गैस का एक बादल और सूर्य बनने के बाद धूल छोड़ दिया।

इससे पहले कि हम इस नए अध्ययन में विवरण के लिए खुदाई करें, यह लंबे समय से आयोजित सिद्धांत को देखने के लिए सहायक है जो इसे प्रतिस्थापित कर सकता है।

लंबे समय से, अधिकांश वैज्ञानिकों का मानना ​​था कि पानी-से-धूमकेतु और पृथ्वी पर यहाँ पानी की उत्पत्ति का क्षुद्रग्रह संस्करण है। यह सब सूर्य के बनने से शुरू होता है।

जब सूर्य एक आणविक बादल से बाहर निकलता है, तो यह बादल की अधिकांश सामग्री में बह जाता है, जो बाकी सब चीजों के लिए थोड़ा बचा हुआ होता है: ग्रह, क्षुद्रग्रह और धूमकेतु। एक बार जब सूर्य संलयन के साथ जीवन में फट गया, तो एक शक्तिशाली सौर हवा ने अपनी बाहरी परतों से बहुत सारे हाइड्रोजन को बाहर भेज दिया जहां आंतरिक चट्टानी ग्रह - बुध, शुक्र, पृथ्वी और मंगल- आज हैं।

यह गैस दिग्गजों का क्षेत्र है, और इससे भी महत्वपूर्ण बात, धूमकेतु और क्षुद्रग्रह हैं। धूमकेतु बर्फीले, चट्टानी निकाय हैं, सोचा जाता है कि शुरुआती सूर्य द्वारा महत्वपूर्ण मात्रा में हाइड्रोजन को बाहर निकाल दिया जाता है, और क्षुद्रग्रह भी, हालांकि कुछ हद तक। वे हाइड्रोजन के लिए एक महत्वपूर्ण जलाशय बन गए।

जब पृथ्वी का गठन हुआ, तो यह एक पिघली हुई गेंद थी, इसकी सतह को क्षुद्रग्रहों के साथ बार-बार टकराव से उस स्थिति में रखा गया था। अब तक, इतना अच्छा, चूंकि शुरुआती सौर मंडल अब की तुलना में बहुत अधिक अराजक स्थान था। जैसे ही क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं ने इस गर्म पृथ्वी पर हमला किया, पानी और उसमें मौजूद हाइड्रोजन को अंतरिक्ष में उबाला गया। जैसे ही पृथ्वी समय के साथ ठंडा हो गई, धूमकेतु और क्षुद्रग्रह टकराव के पानी को पृथ्वी पर घनीभूत होने की अनुमति दी गई, और अंतरिक्ष में उबला नहीं जाना चाहिए। चारों ओर पानी जमा हो गया।

इस के लिए सबूत आइसोटोप अनुपात में निहित है। सामान्य हाइड्रोजन के लिए भारी हाइड्रोजन आइसोटोप ड्यूटेरियम का अनुपात एक रासायनिक हस्ताक्षर है। समान अनुपात वाले पानी के दो शरीरों में एक ही मूल होना चाहिए, सोच जाती है। और पृथ्वी के महासागरों का क्षुद्रग्रहों पर पानी के समान अनुपात है।

पृथ्वी पर पानी कैसे पहुंचा, इसके व्यापक रूप से आयोजित सिद्धांत का एक बहुत ही सरल संस्करण है।

लेकिन वैज्ञानिक दुर्भावनापूर्ण हैं, हमेशा चीजों की बेहतर, अधिक गहन समझ रखने की कोशिश कर रहे हैं। वे इस नवीनतम अध्ययन से पहले "धूमकेतु से पानी" सिद्धांत पर सवाल उठा रहे थे।

2014 में वापस, कुछ वैज्ञानिकों ने विभिन्न युगों के उल्कापिंडों को देखकर इस मुद्दे का अध्ययन किया। (उल्कापिंड पृथ्वी पर रहने वाले क्षुद्रग्रह हैं।) सबसे पहले उन्होंने देखा कि known कार्बोनेसस चोंड्रेईट उल्कापिंड ’के रूप में क्या जाना जाता है। वे सबसे पुराने हैं जिनके बारे में हम जानते हैं, और उन्होंने उसी समय के बारे में गठन किया जैसा कि सूर्य ने किया था। वे पृथ्वी के प्राथमिक भवन खंड हैं।

इसके बाद, उन्होंने उल्कापिंडों का अध्ययन किया जो हमें लगता है कि बड़े क्षुद्रग्रह वेस्टा से उत्पन्न हुआ था। सौर प्रणाली के जन्म के लगभग 14 मिलियन वर्ष बाद पृथ्वी के समान क्षेत्र में वेस्ता का गठन हुआ। 2014 के इस अध्ययन के अनुसार, प्राचीन उल्कापिंड बल्क सोलर सिस्टम संरचना से मिलते जुलते हैं और उनमें बहुत अधिक पानी है, इसलिए उन्हें व्यापक रूप से पृथ्वी के पानी का स्रोत माना जाता है।

इस 2014 के अध्ययन में मापों से पता चला कि इन उल्कापिंडों में वही रसायन है जो पृथ्वी पर पाए जाने वाले कार्बोनेसस और चट्टानों में पाया जाता है। उन्होंने निष्कर्ष निकाला कि कार्बोनेसस चोंड्रेइट्स पानी के सबसे आम स्रोत हैं। उस समय, अध्ययन के लेखकों में से एक, होर्स्ट मार्शेल ने कहा, "अध्ययन से पता चलता है कि पृथ्वी का पानी चट्टान के रूप में सबसे अधिक संभावना है। ग्रह सतह पर पानी के साथ एक गीला ग्रह के रूप में बनता है। " उस अध्ययन के पीछे की टीम ने स्वीकार किया कि हमारा कुछ पानी प्रभावों से आया है।

जो हमें इस नए अध्ययन में लाता है, जो 2014 के अध्ययन के निष्कर्षों को पुष्ट करता है।

इस नए अध्ययन के लेखकों का कहना है कि महासागर और उनके आइसोटोप अनुपात पूरी कहानी नहीं बता सकते हैं। "यह समुदाय में एक अंधा स्थान है," स्टीवन डेस्च ने एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी ऑफ़ टेम्पे, एरिज़ोना में स्कूल ऑफ़ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन में एस्ट्रोफिजिक्स के प्रोफेसर के रूप में कहा। "जब लोग समुद्र के पानी में [ड्यूटेरियम-टू-हाइड्रोजन] अनुपात को मापते हैं और वे देखते हैं कि यह क्षुद्रग्रहों में हम जो देखते हैं, उसके बहुत करीब है, तो यह मानना ​​आसान था कि यह सब क्षुद्रग्रहों से आया है।" उन्हें दोष देना कठिन है; यह सबूत का एक बहुत सम्मोहक टुकड़ा है।

"यह समुदाय में एक अंधा स्थान है।" - स्टीवन डेस्च, स्कूल ऑफ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन, ए.एस.यू.

डेच और इस नए अध्ययन के अन्य लेखकों ने 2015 में प्रकाशित शोध को इंगित किया है कि पृथ्वी के महासागर पृथ्वी के आदिम जल के प्रतिनिधि नहीं हो सकते हैं। महासागरों की सतह और पानी के गहरे भंडार के बीच, पृथ्वी में गहरा चक्र हो सकता है। इसने समय के साथ अनुपात में बदलाव किया हो सकता है, और इसका मतलब यह हो सकता है कि यह गहरा पानी पृथ्वी के कम से कम वास्तविक प्राइमर्डियल पानी का प्रतिनिधित्व करता है। और वह पानी सीधे धूमकेतु और क्षुद्रग्रह प्रभावों के बजाय सौर निहारिका से आया हो सकता है।

अध्ययन ने पृथ्वी के महासागरों में और कोर-मंत्र सीमा में हाइड्रोजन के बीच इन अंतरों को समझाने के लिए पृथ्वी के गठन का एक नया सैद्धांतिक मॉडल विकसित किया है।

यह नया मॉडल, सौर निहारिका में लगभग करोड़ों साल पहले अरबों ग्रहों में निर्मित बड़े जल-लॉग क्षुद्रग्रहों को दर्शाता है। इन ग्रहों के भ्रूण को अनुक्रमिक टक्कर का सामना करना पड़ा और वे जल्दी से बढ़े। आखिरकार, वे कहते हैं, एक शक्तिशाली पर्याप्त टक्कर ने सबसे बड़े भ्रूण की सतह को मैग्मा के महासागर में पिघला दिया। यह सबसे बड़ा भ्रूण पृथ्वी बन गया।

इस बड़े भ्रूण में एक वायुमंडल पर पकड़ बनाने के लिए पर्याप्त गुरुत्वाकर्षण था, और इसने सौर निहारिका से एक बनाने के लिए हाइड्रोजन सहित सबसे अधिक प्रचुर मात्रा में गैसों को आकर्षित किया। सौर नेबुला में हाइड्रोजन में कम ड्यूटेरियम होता है और यह क्षुद्रग्रह हाइड्रोजन की तुलना में हल्का होता है। यह पृथ्वी पर मैग्मा सागर के पिघले हुए लोहे में विलीन हो गया।

हाइड्रोजन को आइसोटोपिक अंशांकन नामक एक प्रक्रिया द्वारा पृथ्वी के केंद्र तक खींचा गया था। हाइड्रोजन लोहे से आकर्षित होता है और उसे पृथ्वी के कोर को लोहे द्वारा वितरित किया जाता है। ड्यूटेरियम, भारी हाइड्रोजन आइसोटोप, मैग्मा में बना रहा, जो पृथ्वी के मेंटल बनने के लिए ठंडा हो गया। निरंतर प्रभावों ने पृथ्वी पर अधिक पानी और द्रव्यमान लाया, जब तक कि यह आज तक द्रव्यमान तक नहीं पहुंचा।

इस नए मॉडल में मुख्य बिंदु यह है कि पृथ्वी के कोर में हाइड्रोजन मेंटल और महासागरों में हाइड्रोजन से अलग है। कोर पानी में बहुत कम ड्यूटेरियम होता है। लेकिन इस सब क्या मतलब है?

नए मॉडल ने लेखकों को पानी की मात्रा का अनुमान लगाने की अनुमति दी, जो पृथ्वी के बढ़ने पर सौर निहारिका से कितना आया, इसकी तुलना में पृथ्वी के बढ़ने और विकसित होने से क्षुद्रग्रह के प्रभावों का अनुमान लगाया गया है। उनका निष्कर्ष? "पृथ्वी के पानी के हर 100 अणुओं के लिए, सौर निहारिका से आने वाले एक या दो हैं," एरिज़ोना स्टेट यूनिवर्सिटी में स्कूल ऑफ मॉलिक्यूलर साइंसेज और स्कूल ऑफ़ अर्थ एंड स्पेस एक्सप्लोरेशन के सहायक अनुसंधान प्रोफेसर जून वू ने कहा, द स्टडी।

यह अध्ययन ग्रह निर्माण, विकास और एक युवा ग्रह पर प्रारंभिक जीवन कैसे पनप सकता है, इस पर एक नया दृष्टिकोण है।

“इस मॉडल से पता चलता है कि पानी का अपरिहार्य निर्माण एक्स्ट्रासोलर सिस्टम में किसी भी पर्याप्त बड़े चट्टानी एक्सोप्लैनेट पर होने की संभावना है। मुझे लगता है कि यह बहुत ही रोमांचक है। ” - जून वू, आण्विक विज्ञान के स्कूल और ASU में पृथ्वी और अंतरिक्ष अन्वेषण के स्कूल, सह-प्रमुख लेखक।

पहले, हमने सोचा था कि एकमात्र ग्रह जो उन पर जीवन रख सकते हैं, वे पानी से चलने वाले क्षुद्रग्रहों और धूमकेतुओं से समृद्ध एक सौर मंडल में होंगे। लेकिन ऐसा नहीं हो सकता है। अन्य सौर प्रणालियों में, पृथ्वी जैसे सभी ग्रहों में पानी से भरे क्षुद्रग्रहों तक पहुंच नहीं है। नए अध्ययन से पता चलता है कि किसी भी रहने योग्य एक्सोप्लैनेट ने अपने सिस्टम में सौर निहारिका से पानी प्राप्त किया हो सकता है। पृथ्वी अपने अधिकांश पानी को अपने आंतरिक भाग में छिपा लेती है। पृथ्वी के मूल में लगभग दो महासागर हैं, और इसके मूल में 4 या 5 हैं। एक्सोप्लैनेट समान हो सकते हैं।

"इस मॉडल से पता चलता है कि पानी का अपरिहार्य गठन संभवतः एक्स्ट्रासोलर सिस्टम में किसी भी पर्याप्त बड़े चट्टानी एक्सोप्लैनेट पर होगा," वू ने कहा। "मुझे लगता है कि यह बहुत रोमांचक है।"

हालांकि इस नए मॉडल में एक सावधानी बिंदु है, और इसमें हाइड्रोजन अंशांकन शामिल है। यह अच्छी तरह से समझा नहीं गया है कि जब तत्व लोहे में घुल जाता है, तो ड्यूटेरियम-टू-हाइड्रोजन अनुपात कैसे बदलता है, जो इस नए मॉडल के केंद्र में है। इस नए अध्ययन में इसका अनुमान लगाया जाना था।

कुल मिलाकर, नया अध्ययन पृथ्वी के पानी में अन्य शोध के साथ अच्छी तरह से फिट बैठता है। एक बार जब हाइड्रोजन विभाजन पर अधिक काम किया जाता है, तो नए मॉडल को अधिक कठोरता से परीक्षण किया जा सकता है।

• AGU प्रेस रिलीज़: "वैज्ञानिक पृथ्वी के पानी के लिए नई मूल कहानी को प्रमाणित करते हैं"
• शोध पत्र: "पृथ्वी के जल की उत्पत्ति: कोर में हाइड्रोजन के चोंड्रीटिक इनहेरिटेंस प्लस नेबुलर इनग्रासिंग और भंडारण"
• शोध पत्र: "पृथ्वी के गहरे कण में प्राथमिक पानी के लिए साक्ष्य"
• शोध पत्र: "कार्बोनिअस चोंड्रेइट जैसे स्रोत से आंतरिक सौर मंडल में पानी का जल्दी उत्सर्जन"
• विकिपीडिया: सौर मंडल का गठन और विकास
• विकिपीडिया: ४ वेस्ता