Vann, vann overalt ... Coleridge skipte gamle sjøfarere ble plaget av mangel på vann mens de var omgitt av et hav av ting, og selv om 70% av jordoverflaten faktisk er dekket av vann (hvorav 96% er saltvann, derav ikke en dråpe å drikke), er det virkelig ikke så mye - ikke sammenlignet med hele planeten. Mindre enn 1% av jorden er vann, noe som virker forskelig for forskere fordi det, basert på konvensjonelle modeller for hvordan solsystemet ble dannet, burde vært mye mer vann tilgjengelig i jordens nakke av skogen når det kom sammen. Så spørsmålet har flydd rundt: hvorfor er jorden så tørr?
I følge en ny studie fra Space Telescope Science Institute i Baltimore, MD, kan svaret ligge i snøen.
De snø linje, for å være nøyaktig. Regionen i et planetsystem utover som temperaturene er kalde nok til at vannis kan eksistere, er snølinjen i solsystemet vårt for tiden lokalisert midt i det viktigste asteroidebeltet, mellom banene til Mars og Jupiter. Basert på konvensjonelle modeller for hvordan solsystemet utviklet seg, pleide denne grensen å være nærmere solen for 4,5 milliarder år siden. Men hvis det faktisk var tilfelle, burde jorden ha samlet mye mer is (og derfor vann) mens den dannet seg, og blitt en sann "vannverden" med en vannmasse på opptil 40 prosent ... i stedet for bare en.
Som vi ser i dag, var det ikke tilfelle.
“Planeter som Uranus og Neptune som dannet seg utenfor snølinjen er sammensatt av titalls prosent vann. Men Jorden har ikke mye vann, og det har alltid vært et puslespill. "
- Rebecca Martin, Space Telescope Science Institute
En studie ledet astrofysikere Rebecca Martin og Mario Livio fra Space Telescope Science Institute tok en ny titt på hvordan snølinjen i solsystemet vårt må ha utviklet seg, og fant ut at Jorden, i sine modeller, var aldri innenfor linjen. I stedet holdt det seg i et varmere, tørrere område inne i snølinjen, og borte fra isen.
"I motsetning til standard akkresjonsdiskmodell, vandrer snølinjen i vår analyse aldri inn i Jordens bane," sa Livio. ”I stedet forblir den lenger fra solen enn Jordens bane, som forklarer hvorfor Jorden vår er en tørr planet. Faktisk spår vår modell at de andre innerste planetene, Merkur, Venus og Mars, også er relativt tørre. ”
Les: Omtenke kilden til jordas vann
Standardmodellen sier at i de tidlige dagene av dannelsen av en protoplanetær skive faller ionisert materiale inne i det gradvis mot stjernen, og drar det iskalde, turbulente snølinjområdet innover. Men denne modellen avhenger av energien til en ekstremt varm stjerne som fullstendig ioniserer disken - energi som en ung stjerne, som vår sol, bare ikke hadde.
"Vi sa, vent litt, disker rundt unge stjerner er ikke helt ioniserte," sa Livio. "De er ikke standard disker fordi det bare ikke er nok varme og stråling til å ionisere disken."
"Astrofysikere har visst en god stund at disker rundt unge stellare gjenstander IKKE er standard akkresjonsskiver (nemlig de som er ioniserte og turbulente i hele)," la Dr. Livio til i en e-post til Space Magazine. “Diskmodeller med døde soner har blitt konstruert av mange mennesker i mange år. Av en eller annen grunn fortsatte imidlertid beregningene av utviklingen av snølinjen å bruke standarddiskmodellene. ”
Uten helt ionisert disk blir ikke materialet trukket innover. I stedet går den i bane rundt stjernen, kondenserer gass og støv i en "død sone" som blokkerer at avsidesliggende materiale kommer nærmere. Tyngdekraften komprimerer det døde sonematerialet, som blir oppvarmet og tørker ut eventuelle is som eksisterer umiddelbart utenfor det. Basert på teamets forskning var det i denne tørre regionen Jorden dannet.
Resten, som de sier, er vann under broen.
Teamets resultater er akseptert for publisering i tidsskriftet Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Les utgivelsen på nyhetsnettstedet Hubble her, og se hele papiret her.
Blybilde: Jorden sett av MESSENGER romfartøy før den dro til Mercury i 2004. NASA / Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory / Carnegie Institution of Washington. Diskmodellbilde: NASA, ESA og A. Feild (STScI). Jordvannsvolumbilde: Howard Perlman, USGS; globusillustrasjon av Jack Cook, Woods Hole Oceanographic Institution (©); Adam Nieman.
