Misija Rosetta zapleta odgovor na vprašanje izvora vode na Zemlji

V reviji Science so raziskovalci Evropske vesoljske agencije (ESA) objavili rezultate raziskav izotopskega razmerja v vodi, ki ga je Rosetta izmerila na kometu 67P/Čurjumov-Gerasimenko. Rezultati so pomembni, ker z njimi iščejo odgovor na vprašanje, ali so vodo na Zemljo prinesli kometi ali ne. Za zdaj se zdi čedalje verjetneje, da je niso.

Zemlja leži znotraj meje zmrzovanja, zaradi česar je ob kmalu po nastanku najverjetneje izgubila vso vodo in ostale spojine z nizkim vreliščem. Ker danes večino Zemljinega površja prekriva voda, se postavlja vprašanje, od kod neki se je vzela. Poleg teorije o kemični adsorpciji vode globoko v kamnine, kjer je preživela vročo mladost, je med znanstveniki najbolj sprejeta teorija o vesoljskih telesih, ki so vodo prinesla na Zemljo. Dežurni krivci so torej asteroidi in kometi.

Pri raziskovanju provenience vode merimo izotopsko razmerje. Na Zemlji je izotopsko razmerje vodika in devterija povsod približno enako in znaša približno 1:6500. To pomeni, da bomo med 6500 molekulami vode našli v povprečju eno molekulo poltežke vode (HDO, ki ima en vodik zamenjan z devterijem), medtem ko je težka voda (D₂0) sorazmerno redkejša.

Instrument Rosina (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis) na Rosetti je analiziral to razmerje v vodni pari okrog kometa 67P in ugotovil, da je približno trikrat višje. Od tod bi na prvi pogled zaključili, da kometi niso prinesli vode na Zemljo, a resničnost ni nikoli ni tako preprosta.

Prvi pomislek je sama meritev, ki jo je izvajala Rosetta in ne Philae, ki je na kometu dejansko pristal. To pomeni, da so merili razmerje v parni fazi, ki je drugačno kakor v tekoči ali zamrznjeni, ker imata vodik in devterij drugačno afiniteto do izhlapevanja. Efekt je znan in ga lahko, vsaj na Zemlji, sorazmerno dobro kompenziramo, zato vzemimo rezultate meritev kot reprezentativne tudi za led na kometu.

Kometov je več vrst in oblik, glede na položaj pa se v Osončju delijo v dve glavni skupini: v Oortov oblak in Kuiperjev pas. Prvi je bistveno bolj oddaljen in ga sestavljajo kometi, ki so nastali iz kosov materiala med Uranom in Neptunom. 67P pa sodi v kategorijo kometov, ki jih danes najdemo bliže, saj krožijo po ustaljenih tirnicah okrog Sonca na razdalji med 30 in 50 astronomskih enot, včasih pa jih masivni Jupiter pritegne bliže.

Enoten odgovor je težko dobiti zato, ker vsaka meritev postreže svojega. Doslej so izmerili izotopsko razmerje vodik/devterij na enajstih kometih in prav povsod so dobili različne vrednosti. Le eden izmed kometov -- 103P/Hartley 2 -- je imel vrednost, ki je ustrezala Zemljini. Z vzorca 11 je težko kaj pametnega izpovprečiti, a vseeno znanstveniki predvidevajo, da je povprečno izotopsko razmerje vode na kometih drugačno kot na Zemlji. Z drugimi besedami: voda bržkone ni prispela s kometi. Mimogrede to kaže, da so kometi v danes sorazmerno enotnem Kuiperjevem pasu prileteli od vsepovsod, tu pa sta jih polovila Jupitrova in Sončeva gravitacija.

Zdaj je postala precej verjetnejša razlaga, da so vodo na Zemljo prinesli asteroidi. Ti imajo manj vode od kometov, a če jih pade dovolj, to ni ovira, da ne bi napolnili naših oceanov. Izotopsko razmerje na njih je namreč precej blizu zemeljskemu. Za trdnejše dokaze pa bo treba najprej počakati, da vidimo kaj je izmeril Philae na kometu samem, kasneje pa pristati še na kakšnem. Japonci so že krenili proti asteroidu.