Woda z komety 67P/Churyumov–Gerasimenko ma sygnaturę molekularną podobną do wody w ziemskich oceanach - stwierdzili badacze. Odkrycie to przeczy niektórym najnowszym wynikom i otwiera ponownie dyskusję: czy jowiszowa rodzina komet, takich jak 67P/Churyumov–Gerasimenko, mogła pomóc w dostarczeniu wody na Ziemię.

Woda to kluczowy element dla życia na Ziemi. Zapewne trochę wody istniało w gazie i pyle, z których 4,6 miliarda lat temu uformowała się nasza planeta. Jednak jej większość wyparowała, ponieważ Ziemia była wystawiona na intensywne ogrzewanie od Słońca. To, w jaki jednak sposób ostatecznie Ziemia stała się światem bogatym w wodę, pozostaje tematem sporów wśród naukowców.

Badania wskazują, że część wody na Ziemi pochodziła od pary wodnej z wulkanów, która skraplała się i spadała do oceanów. Są też dowody na to, że istotna część naszych oceanów pochodzi od lodu i minerałów z planetoid oraz być może komet, które uderzały w Ziemię. Fala takich impaktów 4 miliardy lat temu mogła dostarczyć wodę.

O ile dowody na związek z planetoidami są mocne, to rola komet intryguje naukowców. Niektóre pomiary komet z rodziny Jowisza, obiektów które zawierają pierwotny materiał z wczesnego Układu Słonecznego i uformowały się poza orbitą Saturna, pokazują silny związek pomiędzy ich wodą, a wodą ziemską.

Związek ten opiera się na sygnaturze molekularnej: stosunku zawartości deuteru do zwykłego wodoru. Deuter jest rzadkim, cięższym izotopem wodoru. Porównując jego zawartość w kometach, planetoidach i ziemskich oceanach, można sprawdzić, czy jest pomiędzy nimi związek. Woda z deuterem ma większe szanse na powstanie w zimnym środowisku, większa koncentracja tego izotopu jest w obiektach, które powstały daleko od Słońca, takich jak komety, niż w obiektach które formowały się bliżej, takich jak planetoidy.

Pomiary w ciągu ostatnich kilkudziesięciu lat dla kilku komet z rodziny Jowisza pokazywały podobny poziom deuteru, jaki ma woda w ziemskich oceanach. Ale w 2014 roku europejska sonda Rosetta po badaniach komety 67P/Churyumov–Gerasimenko rzuciła wyzwanie hipotezom o pochodzeniu ziemskiej wody od tego typu komet. Okazało się bowiem, że pomiary wskazały najwyższy poziom deuteru spośród wszystkich komet – ponad trzy razy wyższy niż w ziemskich oceanach, w których 1 atom deuteru przypada na 6420 atomów wodoru.

Zespół, którym kieruje Kathleen Mandt z NASA Goddard Space Flight Center w Greenbelt (USA, Maryland), zastosował zaawansowane statystyczne techniki obliczeniowe dla ponad 16 tysięcy pomiarów z sondy Rosetta. Pomiary były wykonane w komie komety (pyłowo-gazowej otoczce wokół jądra komety). Okazało się, że pył kometarny mógł wpłynąć na odczyty stosunku wodoru i deuteru – badacze odkryli związek pomiędzy pomiarami deuteru w komie komety, a ilością pyłu wokół sondy. Pomiary wykonane blisko sondy w niektórych rejonach komy mogą więc nie być reprezentatywne dla składu jądra komety.

Jako wyjaśnienie badacze wskazują, iż gdy kometa zbliża się do Słońca, jej powierzchnia rozgrzewa się, co powoduje uwalnianie gazu, a także pyłu z lodem wodnym na powierzchni jego ziaren. Woda z deuterem przykleja się do ziaren pyłu bardziej chętnie niż zwykła woda. Gdy takie ziarna są uwalniane do komy, może to powodować sugestię, że deuteru jest więcej niż faktycznie w komecie. Wskazano, że pomiary dokonane w dalszych odległościach od jądra powinny być bardziej wiarygodne gdyż tam ziarna są już bardziej suche.

Wyniki badań przedstawiono w czasopiśmie "Science Advances". (PAP)

cza/ zan/