Vatten, vatten överallt ... Coleridges skeppsmässiga forntida sjömän plågas av brist på vatten medan de var omgivna av ett hav av saker, och medan 70% av jordens yta verkligen är täckt av vatten (varav 96% är saltvatten, därmed inte en droppe att dricka) finns det verkligen inte så mycket - inte jämfört med hela planeten. Mindre än 1% av jorden är vatten, vilket verkar konstigt för forskare eftersom det baserat på konventionella modeller av hur solsystemet bildades, borde ha varit mycket Mer vatten tillgängligt i jordens skogshals när det samlades. Så frågan har svävat: varför är jorden så torr?
Enligt en ny studie från Space Telescope Science Institute i Baltimore, MD, kan svaret ligga i snön.
De snö linje, för att vara exakt. Regionen i ett planetsystem utanför vilken temperaturer är tillräckligt kalla för att vattenis kan existera, snölinjen i vårt solsystem är för närvarande beläget mitt i det huvudsakliga asteroidbältet, mellan banorna mellan Mars och Jupiter. Baserat på konventionella modeller av hur solsystemet utvecklades, brukade denna gräns närmare solen för 4,5 miljarder år sedan. Men om det verkligen var fallet, borde jorden ha samlat mycket mer is (och därmed vatten) när det bildade och blivit en riktig "vattenvärld" med en vattenmassa upp till 40 procent ... istället för en ren.
Som vi kan se idag var det inte fallet.
“Planetter som Uranus och Neptune som bildades bortom snölinjen består av tiotals procent vatten. Men jorden har inte mycket vatten, och det har alltid varit ett pussel. "
- Rebecca Martin, Space Telescope Science Institute
En studie ledde astrofysikerna Rebecca Martin och Mario Livio från Space Telescope Science Institute tittade ytterligare på hur snölinjen i vårt solsystem måste ha utvecklats och fann att jorden i deras modeller aldrig inuti linjen. Istället stannade det inom en varmare, torrare region inuti snölinjen och bort från isen.
"Till skillnad från den standardmässiga diskretionsmodellen, migrerar snölinjen i vår analys aldrig in i jordens bana," sade Livio. ”I stället förblir den längre från solen än jordens bana, vilket förklarar varför vår jord är en torr planet. Faktum är att vår modell förutspår att de andra innersta planeterna, Merkurius, Venus och Mars, också är relativt torra. ”
Läs: Ompröva källan till jordens vatten
Standardmodellen säger att under de första dagarna av bildandet av en protoplanetärisk skiva faller joniserat material inuti det gradvis mot stjärnan och drar det iskalla, turbulenta snölinjområdet inåt. Men den här modellen beror på energin från en extremt het stjärna som helt joniserar skivan - energi som en ung stjärna, som vår sol var, bara inte hade.
"Vi sa, vänta en stund, diskar runt unga stjärnor är inte helt joniserade," sade Livio. "De är inte standardskivor eftersom det bara inte finns tillräckligt med värme och strålning för att jonera disken."
"Astrofysiker har visat länge att skivor runt unga stjärnobjekt INTE är standardskyddsskivor (nämligen sådana som är joniserade och turbulenta överallt)," tillade Dr. Livio i ett e-postmeddelande till Space Magazine. ”Diskmodeller med döda zoner har konstruerats av många människor under många år. Av någon anledning fortsatte dock beräkningarna av snölinjens utveckling i stort sett att använda standarddiskmodellerna. ”
Utan helt joniserad skiva dras inte materialet inåt. Istället kretsar den runt stjärnan och kondenserar gas och damm till en "död zon" som blockerar det yttre materialet från att komma närmare. Gravity komprimerar det döda zonmaterialet, som värms upp och torkar ut alla is som finns omedelbart utanför det. Baserat på teamets forskning var det i denna torra region som Jorden bildades.
Resten, som de säger, är vatten under bron.
Teamets resultat har accepterats för publicering i tidskriften Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Läs utgåvan på nyheterna Hubble här och se hela artikeln här.
Huvudbild: Jorden sett av MESSENGER rymdskepp innan den åkte till Mercury 2004. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington. Diskmodellbild: NASA, ESA och A. Feild (STScI). Jordvattenvolymbild: Howard Perlman, USGS; jordklotillustration av Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Nieman.
