호수, 강, 바다의 외계 기원에 대한 새로운 통찰 - ScienceDaily

물은 지구 표면의 71%를 차지하지만, 이 엄청난 양의 물이 언제 어떻게 지구에 도착했는지 아무도 모릅니다.

저널에 발표된 새로운 연구 자연 과학자들은 그 질문에 답하는 데 한 걸음 더 가까이 다가갈 수 있습니다. 메릴랜드 대학교 지질학과 조교수인 Megan Newcombe가 이끄는 연구자들은 41억 2천만 년 전 태양계 형성 이후 우주에 떠다니던 녹은 운석을 분석했습니다. 그들은 이 운석의 수분 함량이 극도로 낮다는 것을 발견했습니다. 사실 운석은 지금까지 측정된 것 중 가장 건조한 외계 물질 중 하나였습니다.

연구자들이 지구 물의 주요 공급원으로 배제할 수 있게 한 이 결과는 다른 행성에서 물과 생명을 찾는 데 중요한 의미를 가질 수 있습니다. 그것은 또한 연구원들이 지구를 거주 가능한 행성으로 만들기 위해 정렬된 있을 법하지 않은 조건을 이해하는 데 도움이 됩니다.

Newcombe는 “완전히 명확하지 않기 때문에 우리 행성이 어떻게 물을 얻을 수 있었는지 이해하고 싶었습니다.”라고 말했습니다. “작고 상대적으로 태양에 가까운 행성에서 물을 얻고 표면 바다를 갖는 것은 어려운 일입니다.”

연구팀은 태양계에서 행성을 형성하기 위해 충돌한 물체인 최소 5개의 미행성체에서 쪼개진 후 수십억 년 후에 지구에 충돌한 7개의 녹은 운석 또는 아콘드라이트 운석을 분석했습니다. 녹는 것으로 알려진 과정에서 많은 미행성체는 초기 태양계 역사에서 방사성 원소의 붕괴로 인해 가열되어 지각, 맨틀 및 핵이 있는 층으로 분리되었습니다.

이 운석은 최근에야 지구에 떨어졌기 때문에 이 실험은 누군가가 휘발성 물질을 측정한 최초의 실험이었습니다. UMD 지질학 대학원생 Liam Peterson은 전자 마이크로프로브를 사용하여 마그네슘, 철, 칼슘 및 규소의 수준을 측정한 다음 Carnegie Institution for Science의 Earth and Planets Laboratory에서 Newcombe에 합류하여 2차 이온 질량 분석 장비로 수분 함량을 측정했습니다.

카네기 과학 연구소(Carnegie Institution for Science)의 과학자이자 연구 공동 저자인 코넬 알렉산더(Conel Alexander)는 “매우 건조한 물질에서 물을 분석하는 데 있어 어려운 점은 샘플 표면이나 측정 장비 내부에 있는 모든 지표수를 쉽게 감지할 수 있다는 것”이라고 말했습니다. .

오염을 줄이기 위해 연구원들은 먼저 샘플을 저온 진공 오븐에서 구워 표면의 물을 제거했습니다. 2차 이온 질량 분석기에서 샘플을 분석하기 전에 샘플을 다시 한 번 건조시켜야 했습니다.

Newcombe는 “지하수를 충분히 끌어내리기 위해 샘플을 한 달 이상 정말 고품질의 진공인 터보 펌프 아래에 두어야 했습니다.”라고 말했습니다.

그들의 운석 샘플 중 일부는 지구가 위치하고 일반적으로 따뜻하고 건조한 조건으로 추정되는 내부 태양계에서 나왔습니다. 다른 더 희귀한 샘플은 우리 행성계의 더 차갑고 얼음이 많은 외부 범위에서 나왔습니다. 일반적으로 물은 외부 태양계에서 지구로 온 것으로 생각되지만 어떤 유형의 물체가 태양계를 가로질러 물을 운반할 수 있었는지 아직 결정되지 않았습니다.

연구 공동저자인 수네 닐슨(Sune Nielsen)은 “우리는 태양계 외부의 많은 물체가 구별된다는 것을 알고 있었지만, 외부 태양계에서 왔기 때문에 많은 물을 포함하고 있어야 한다고 암묵적으로 가정했습니다.”라고 말했습니다. Woods Hole Oceanographic Institution의 지질학자. “우리 논문은 이것이 확실히 사실이 아님을 보여줍니다. 운석이 녹는 순간 남아있는 물이 없습니다.”

연구자들은 아콘드라이트 운석 샘플을 분석한 후 물이 질량의 200만분의 2 미만임을 발견했습니다. 비교를 위해 가장 습한 운석(탄소질 콘드라이트(carbonaceous chondrites)이라고 불리는 그룹)은 무게 기준으로 최대 약 20%의 물을 함유하고 있으며, 이는 Newcombe와 그녀의 공동 저자가 연구한 운석 샘플보다 100,000배 더 많습니다.

이것은 이 미행성이 태양계에서 기원한 곳과 얼마나 많은 물로 시작했는지에 관계없이 미행성의 가열과 용해가 거의 완전한 물 손실로 이어진다는 것을 의미합니다. Newcombe와 그녀의 공동 저자들은 일반적인 믿음과는 달리 모든 외부 태양계 물체에 물이 풍부한 것은 아니라는 사실을 발견했습니다. 이로 인해 그들은 물이 녹지 않은 운석 또는 연골 운석을 통해 지구로 전달되었을 가능성이 있다고 결론지었습니다.

Newcombe는 그들의 발견이 지질학을 넘어 응용할 수 있다고 말했습니다. 많은 분야의 과학자들, 특히 외계 행성 연구자들은 생명과의 깊은 연결 때문에 지구 물의 기원에 관심을 갖고 있습니다.

“물은 생명이 번성할 수 있는 요소로 간주되므로 우주를 들여다보고 이러한 모든 외계 행성을 찾으면서 어떤 행성계가 잠재적인 생명의 숙주가 될 수 있는지 알아내기 시작했습니다. “라고 Newcombe는 말했습니다. “이러한 다른 태양계를 이해하기 위해 우리는 우리 자신을 이해하고 싶습니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/03/230315132425.htm