Astronomia

Ghiaccio d'acqua sui meteoriti

Ghiaccio d'acqua sui meteoriti

Stavo leggendo un articolo di David O'Brien et al. dove ha dichiarato

"nei meteoriti si può trovare solo l'acqua legata ai silicati, essendosi perso tutto il ghiaccio d'acqua, mentre sugli asteroidi è stato rilevato il ghiaccio d'acqua stesso"

https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0019103514002620

Questo è stato pubblicato nel 2014, quindi mi chiedo quale sia la validità di questa affermazione oggi. Abbiamo, dalla pubblicazione di questo articolo, scoperto ghiaccio d'acqua sui meteoriti?


Mi sembra che tu abbia probabilmente frainteso il termine meteorite. Un meteorite è un corpo residuo che ha raggiunto la superficie di un corpo maggiore o minore (un pianeta, una luna, un asteroide, ecc.). Il corpo genitore del meteorite (un meteorite) perderebbe definitivamente il suo intero ghiaccio d'acqua (se ne avesse affatto) non più tardi di durante il suo passaggio attraverso l'atmosfera terrestre. Ecco perché nessun ghiaccio d'acqua è stato o sarà mai trovato nei meteoriti.

Quindi, a meno che non si confrontino i comuni impatti di meteoriti con pericolosi impatti di asteroidi, questi due tipi di corpo sono incomparabili come portatori di ghiaccio d'acqua. E così, la dichiarazione di O'Brien et al è ancora ferma e lo farà mai.


Scienziati vedono ghiaccio d'acqua nei crateri di meteoriti freschi su Marte

Il Mars Reconnaissance Orbiter della NASA ha rivelato che l'acqua ghiacciata si nasconde appena sotto la superficie di Marte alle medie latitudini. Le osservazioni del veicolo spaziale sono state ottenute dall'orbita dopo che i meteoriti hanno scavato nuovi crateri sul Pianeta Rosso.

Gli scienziati che controllano gli strumenti sull'orbita hanno trovato ghiaccio brillante esposto in cinque siti marziani con nuovi crateri che vanno in profondità da circa mezzo metro a 2,5 metri (da 1,5 piedi a 8 piedi). I crateri non esistevano nelle immagini precedenti degli stessi siti. Alcuni dei crateri mostrano un sottile strato di ghiaccio brillante in cima a materiale sottostante più scuro. Le chiazze luminose si sono oscurate nelle settimane successive alle osservazioni iniziali, mentre il ghiaccio appena esposto si è vaporizzato nella sottile atmosfera marziana. Uno dei nuovi crateri aveva una chiazza di materiale brillante abbastanza grande da consentire a uno degli strumenti dell'orbiter di confermare che si tratta di ghiaccio d'acqua.

I ritrovamenti indicano che il ghiaccio d'acqua si trova sotto la superficie di Marte a metà strada tra il polo nord e l'equatore, una latitudine inferiore a quella prevista nel clima marziano.

"Questo ghiaccio è una reliquia di un clima più umido di forse solo diverse migliaia di anni fa", ha detto Shane Byrne dell'Università dell'Arizona, Tucson.

Byrne è un membro del team che gestisce l'esperimento scientifico di imaging ad alta risoluzione dell'orbiter, o fotocamera HiRISE, che ha catturato le immagini senza precedenti. Byrne e 17 coautori riportano i risultati nell'edizione del 25 settembre della rivista Science.

"Ora sappiamo che possiamo utilizzare nuovi siti di impatto come sonde per cercare ghiaccio nel sottosuolo poco profondo", ha affermato Megan Kennedy della Malin Space Science Systems di San Diego, co-autrice dell'articolo e membro del team che gestisce il contesto dell'orbiter. Telecamera.

Durante una settimana tipica, la Context Camera restituisce più di 200 immagini di Marte che coprono un'area totale più grande della California. Il team della telecamera esamina ogni immagine, trovando a volte macchie scure che piccoli crateri freschi creano in un terreno coperto di polvere. Il controllo delle foto precedenti delle stesse aree può confermare che una funzione è nuova. Il team ha trovato più di 100 nuovi siti di impatto, per lo più più vicini all'equatore rispetto a quelli che hanno rivelato il ghiaccio.

Un'immagine della fotocamera del 10 agosto 2008, ha mostrato un'apparente craterizzazione che si è verificata dopo che un'immagine dello stesso terreno è stata scattata 67 giorni prima. L'opportunità di studiare un sito di impatto così nuovo ha richiesto uno sguardo dalla telecamera ad alta risoluzione dell'orbiter il 12 settembre 2009, confermando un gruppo di piccoli crateri.

"Qualcosa di insolito è saltato fuori", ha detto Byrne. "Abbiamo osservato materiale luminoso sul fondo dei crateri con un colore molto distinto. Assomigliava molto al ghiaccio".

Il materiale brillante in quel sito non copriva un'area sufficiente per uno strumento spettrometrico sull'orbiter per determinarne la composizione. Tuttavia, un'immagine del 18 settembre 2008, di un diverso sito a media latitudine, mostrava un cratere che non esisteva otto mesi prima. Questo cratere aveva un'area più ampia di materiale brillante.

"Ne eravamo entusiasti, quindi abbiamo fatto un'osservazione rapida", ha detto il coautore Kim Seelos del Laboratorio di fisica applicata della Johns Hopkins University a Laurel, Md. "Tutti pensavano che fosse ghiaccio d'acqua, ma era importante ottenere lo spettro per la conferma."

Lo scienziato del progetto Mars Reconnaissance Orbiter Rich Zurek, del Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, in California, ha dichiarato: "Questa missione è progettata per facilitare il coordinamento e la risposta rapida da parte dei team scientifici. Ciò rende possibile rilevare e comprendere le caratteristiche in rapido cambiamento".

Il ghiaccio esposto da nuovi impatti suggerisce che il Viking Lander 2 della NASA, che ha scavato a metà della latitudine Marte nel 1976, potrebbe aver colpito il ghiaccio se avesse scavato 10 centimetri (4 pollici) più in profondità. La missione Viking 2, che consisteva in un orbiter e un lander, è stata lanciata nel settembre 1975 ed è diventata una delle prime due sonde spaziali ad atterrare con successo sulla superficie marziana. I lander Viking 1 e 2 hanno caratterizzato la struttura e la composizione dell'atmosfera e della superficie. Hanno anche condotto test biologici in loco per la vita su un altro pianeta.


Acqua pesante sulla Terra e nelle comete

I modelli della nascita della Terra suggeriscono che il pianeta fosse piuttosto caldo dopo la sua formazione circa 4,6 miliardi di anni fa, quindi gli scienziati pensano che sia improbabile che l'acqua attualmente sulla superficie terrestre risalga al momento della creazione del pianeta. Tuttavia, studi precedenti avevano suggerito che gli impatti cosmici avrebbero potuto facilmente portare acqua in seguito, durante un'era violenta nota come Bombardamento Late Heavy, circa 800 milioni di anni dopo la formazione della Terra.

Per scoprire la fonte dell'acqua terrestre, gli scienziati cercano corpi in altre parti del sistema solare con acqua simile. Su 10.000 molecole d'acqua sulla Terra, tre non sono normali molecole d'acqua, ma sono invece le cosiddette molecole d'acqua pesante.

Una normale molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno. Nell'acqua pesante, un normale atomo di idrogeno viene sostituito con deuterio, che è come l'idrogeno tranne per il fatto che ha un neutrone in più nel suo nucleo. (Un normale atomo di idrogeno ha un solo protone nel suo nucleo.)

Per vedere se le comete potessero essere la fonte dell'acqua terrestre, nel 1986, la sonda dell'ESA Giotto ha sorvolato la cometa di Halley, diventando la prima navicella spaziale ad effettuare osservazioni ravvicinate di una cometa. Ha scoperto che la cometa di Halley aveva il doppio della quantità di acqua pesante rispetto all'acqua normale della Terra.

La cometa di Halley proviene dalla nuvola di Oort, una gigantesca nuvola sferica di trilioni di corpi ghiacciati che si estende da 5.000 a 100.000 volte la distanza della Terra dal sole. I dati della cometa di Halley e di altre comete della nuvola di Oort "hanno escluso che le comete della nuvola di Oort siano la fonte di acqua terrestre", ha affermato l'autore principale dello studio Kathrin Altwegg, dell'Università di Berna in Svizzera, ricercatrice principale per lo spettrometro di massa ROSINA su Rosetta . [Fatti divertenti sulle comete]

Ma la nuvola di Oort non è l'unica fonte di comete nel sistema solare. Un'altra casa per le palle di neve sporche è la fascia di Kuiper a forma di disco, che si estende da circa 30 a 55 volte la distanza della Terra dal sole. Nel 2011, i dati dell'Herschel Space Observatory dell'ESA hanno rivelato che la cometa 103P/Hartley 2 della fascia di Kuiper aveva un rapporto deuterio/idrogeno "che corrispondeva perfettamente a quello dell'acqua terrestre", ha detto Altwegg durante una conferenza stampa martedì (9 dicembre). "La misurazione e il trattino di Hartley 2 è stata una vera grande sorpresa."


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Molte di queste polverose orbite di comete attraversano l'orbita terrestre. Quando la Terra passa attraverso l'orbita di una cometa, sperimentiamo una "pioggia di meteoriti" poiché la scia di polvere della cometa viene trascinata giù attraverso l'atmosfera dalla gravità terrestre. I singoli grani di materiale - per lo più delle dimensioni di un pisello o più piccoli - che viaggiano a velocità da 25.000 a oltre 150.000 miglia orarie, vengono riscaldati dall'attrito con l'atmosfera a temperature che si avvicinano ai 10.000 gradi. Le meteore si vaporizzano principalmente a queste temperature, ed è il plasma luminoso di questa vaporizzazione che vediamo come una "stella cadente".

Tuttavia, tutte le meteore, tranne la più piccola, esploderanno in polvere molto fine in alto nell'atmosfera. Questa polvere meteorica persisterà nell'alta atmosfera fino a quando non verrà portata al suolo in una tempesta di pioggia. Ed è qui che inizia la nostra avventura in una giornata di pioggia!

L'attrezzatura più insolita di cui avrai bisogno nella tua ricerca è un microscopio, anche se potresti avere qualche successo con una potente lente d'ingrandimento. Avrai anche bisogno di un magnete, un filo e un paio di pinzette non magnetiche o uno stuzzicadenti.

La maggior parte delle meteore sono fatte di roccia silicatica, non molto diversa dalle rocce che troverai nel tuo giardino, e quindi non le cercheremo. Circa il 5% delle meteore è costituito da leghe di nichel e ferro. Questi meteoriti saranno attratti da un magnete, e questa è la chiave del nostro successo!

Durante o dopo una forte pioggia, esci all'esterno e cerca pozzanghere d'acqua, preferibilmente lontano da zone dove potrebbero essere state collocate automobili o altri oggetti metallici (vogliamo evitare di trovare troppa ruggine). Se stai pianificando in anticipo, puoi aumentare le tue possibilità di non essere frustrato più avanti nella ricerca posizionando un contenitore di plastica o vetro pulito all'esterno per raccogliere l'acqua piovana. Se sei di fretta, puoi posizionare un tale contenitore all'uscita della grondaia (presumendo che le grondaie non siano fatte di metallo arrugginito) e raccogliere un buon campione in pochi minuti.

Una volta che hai il tuo contenitore di acqua piovana - in una pozzanghera o in un contenitore che hai requisito per la scienza - lega il tuo magnete su una corda e immergilo nell'acqua. Giralo un po' e tiralo fuori. Se si tratta di una pozzanghera di fango con cui stai lavorando, porta il magnete a un rubinetto e risciacqua delicatamente lo sporco sciolto. Esamina attentamente il tuo magnete: se hai piccoli pezzi di quello che sembrano sabbia attaccati ad esso, sei a posto.

Poi viene la parte difficile. Hai raccolto del ferro o del nichel, ma questi pezzi di roba sono meteoriti o solo parti della tua marmitta? Imposta il microscopio ed estrai un vetrino da microscopio pulito. Usando le tue pinzette non magnetiche o uno stuzzicadenti, togli un po' della sabbia che è rimasta attaccata al magnete e posizionala sul vetrino.

Se c'è molto materiale o è ammassato, fai del tuo meglio per separarlo nelle sue parti. Evita tutto ciò che sembra giallo o rossastro: sarebbe ruggine, non meteoriti.

Ora, guarda cosa hai sul vetrino al microscopio. La differenza tra il materiale del meteorite e le semplici rocce che sono state nel tuo giardino per millenni è che il meteorite ha visto temperature estremamente elevate ed è stato sciolto di recente. I bordi delle particelle di meteorite saranno arrotondati e potrebbero mostrare fossette lisce.

Se trovi cose del genere, congratulazioni! Hai in tuo possesso un campione di una cometa!


Dov'è il ghiaccio su Cerere?

La navicella spaziale Dawn della NASA ha determinato il contenuto di idrogeno dell'iarda superiore, o metro, della superficie di Cerere. Il blu indica dove il contenuto di idrogeno è più alto, vicino ai poli, mentre il rosso indica il contenuto più basso a latitudini più basse. Credito immagine: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA/PSI

A prima vista, Cerere, il corpo più grande della fascia principale degli asteroidi, potrebbe non sembrare ghiacciato. Le immagini della sonda spaziale Dawn della NASA hanno rivelato un mondo scuro e pieno di crateri la cui area più luminosa è fatta di sali altamente riflettenti, non di ghiaccio. Ma gli studi recentemente pubblicati dagli scienziati di Dawn mostrano due linee distinte di prove per il ghiaccio vicino o vicino alla superficie del pianeta nano. I ricercatori stanno presentando questi risultati all'incontro dell'American Geophysical Union del 2016 a San Francisco.

"Questi studi supportano l'idea che il ghiaccio si sia separato dalla roccia all'inizio della storia di Cerere, formando uno strato crostale ricco di ghiaccio, e che il ghiaccio sia rimasto vicino alla superficie nel corso della storia del sistema solare", ha affermato Carol Raymond, vice ricercatore principale di la missione Dawn, con sede presso il Jet Propulsion Laboratory della NASA, Pasadena, in California.

Il ghiaccio d'acqua su altri corpi planetari è importante perché è un ingrediente essenziale per la vita come la conosciamo. "Trovando corpi che erano ricchi di acqua nel lontano passato, possiamo scoprire indizi su dove potrebbe essere esistita la vita nel primo sistema solare", ha detto Raymond.

Il ghiaccio è ovunque su Cerere

La superficie più alta di Cerere è ricca di idrogeno, con concentrazioni più elevate a latitudini medio-alte, coerenti con ampie distese di ghiaccio d'acqua, secondo un nuovo studio sulla rivista Scienza.

"Su Cerere, il ghiaccio non è localizzato solo in pochi crateri. È ovunque, e più vicino alla superficie con latitudini più elevate", ha affermato Thomas Prettyman, ricercatore principale del rivelatore di raggi gamma e neutroni di Dawn (GRaND), con sede presso il Planetary Science Institute , Tucson, Arizona.

I ricercatori hanno utilizzato lo strumento GRaND per determinare le concentrazioni di idrogeno, ferro e potassio nell'iarda (o metro) più alta di Cerere. GRaND misura il numero e l'energia dei raggi gamma e dei neutroni emanati da Cerere. I neutroni vengono prodotti quando i raggi cosmici galattici interagiscono con la superficie di Cerere. Alcuni neutroni vengono assorbiti dalla superficie, mentre altri scappano. Poiché l'idrogeno rallenta i neutroni, è associato a un minor numero di neutroni in fuga. Su Cerere, è probabile che l'idrogeno sia sotto forma di acqua ghiacciata (che è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno).

Piuttosto che uno strato di ghiaccio solido, è probabile che ci sia una miscela porosa di materiali rocciosi in cui il ghiaccio riempie i pori, hanno scoperto i ricercatori. I dati GRaND mostrano che la miscela è circa il 10% di ghiaccio in peso.

"Questi risultati confermano le previsioni fatte quasi tre decenni fa che il ghiaccio può sopravvivere per miliardi di anni appena sotto la superficie di Cerere", ha detto Prettyman. "Le prove rafforzano la tesi della presenza di ghiaccio d'acqua vicino alla superficie su altri asteroidi della fascia principale".

Indizi sulla vita interiore di Cerere

Le concentrazioni di ferro, idrogeno, potassio e carbonio forniscono un'ulteriore prova che lo strato superiore di materiale che ricopre Cerere è stato alterato dall'acqua liquida all'interno di Cerere. Gli scienziati teorizzano che il decadimento degli elementi radioattivi all'interno di Cerere abbia prodotto calore che ha guidato questo processo di alterazione, separando Cerere in un guscio interno roccioso e un guscio esterno ghiacciato. La separazione di ghiaccio e roccia porterebbe a differenze nella composizione chimica della superficie e dell'interno di Cerere.

Poiché anche i meteoriti chiamati condriti carboniose sono stati alterati dall'acqua, gli scienziati sono interessati a confrontarli con Cerere. Questi meteoriti probabilmente provengono da corpi che erano più piccoli di Cerere, ma avevano un flusso di fluido limitato, quindi potrebbero fornire indizi sulla storia interiore di Cerere. Lo studio Science mostra che Cerere ha più idrogeno e meno ferro di questi meteoriti, forse perché le particelle più dense sono affondate mentre i materiali ricchi di salamoia sono saliti in superficie. In alternativa, Cerere o i suoi componenti potrebbero essersi formati in una regione diversa del sistema solare rispetto ai meteoriti.

Questo grafico mostra un percorso teorico di una molecola d'acqua su Cerere. Alcune molecole d'acqua cadono in crateri freddi e scuri chiamati "trappole fredde", dove molto poco del ghiaccio si trasforma in vapore, anche nel corso di un miliardo di anni. Credito: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA

Ghiaccio in ombra permanente

Un secondo studio, condotto da Thomas Platz del Max Planck Institute for Solar System Research, Gottinga, Germania, e pubblicato sulla rivista Astronomia della natura, incentrato sui crateri che sono costantemente in ombra nell'emisfero settentrionale di Cerere. Gli scienziati hanno esaminato da vicino centinaia di crateri freddi e scuri chiamati "trappole fredde": a meno di meno 260 gradi Fahrenheit (110 Kelvin), sono così freddi che molto poco del ghiaccio si trasforma in vapore nel corso di un miliardo di anni. I ricercatori hanno trovato depositi di materiale brillante in 10 di questi crateri. In un cratere parzialmente illuminato dal sole, lo spettrometro di mappatura a infrarossi di Dawn ha confermato la presenza di ghiaccio.

Ciò suggerisce che il ghiaccio d'acqua può essere immagazzinato in crateri freddi e scuri su Cerere. Il ghiaccio nelle trappole fredde è stato precedentemente avvistato su Mercurio e, in alcuni casi, sulla luna. Tutti questi corpi hanno piccole inclinazioni rispetto ai loro assi di rotazione, quindi i loro poli sono estremamente freddi e disseminati di crateri persistentemente in ombra. Gli scienziati ritengono che i corpi impattati possano aver consegnato ghiaccio a Mercurio e alla luna. Le origini del ghiaccio di Cerere nelle trappole fredde sono tuttavia più misteriose.

"Siamo interessati a come questo ghiaccio sia arrivato lì e come sia riuscito a durare così a lungo", ha detto il coautore Norbert Schorghofer dell'Università delle Hawaii. "Potrebbe provenire dalla crosta ricca di ghiaccio di Cerere, o potrebbe essere stato trasportato dallo spazio".

Indipendentemente dalla sua origine, le molecole d'acqua su Cerere hanno la capacità di saltare dalle regioni più calde ai poli. Una tenue atmosfera d'acqua è stata suggerita da ricerche precedenti, comprese le osservazioni del vapore acqueo a Cerere dell'Herschel Space Observatory nel 2012-13. Le molecole d'acqua che lasciano la superficie ricadrebbero su Cerere e potrebbero atterrare in trappole fredde. Ad ogni salto c'è la possibilità che la molecola si perda nello spazio, ma una parte di esse finisce nelle trappole fredde, dove si accumula.

I "punti luminosi" prendono nomi

L'area più luminosa di Cerere, nel cratere dell'emisfero settentrionale Occator, non brilla a causa del ghiaccio, ma piuttosto a causa dei sali altamente riflettenti. Un nuovo video prodotto dal Centro aerospaziale tedesco (DLR) di Berlino simula l'esperienza di volare intorno a questo cratere ed esplorarne la topografia. La regione luminosa centrale di Occator, che comprende una cupola con fratture, è stata recentemente denominata Cerealia Facula. L'ammasso di punti meno riflettenti del cratere a est del centro è chiamato Vinalia Faculae.

"L'interno unico di Occator potrebbe essersi formato in una combinazione di processi che stiamo attualmente studiando", ha affermato Ralf Jaumann, scienziato planetario e co-investigatore di Dawn presso DLR. "L'impatto che ha creato il cratere potrebbe aver innescato la risalita di liquido dall'interno di Cerere, che ha lasciato dietro di sé i sali".

Dawn ha iniziato la sua fase di missione estesa a luglio e attualmente sta volando in un'orbita ellittica a più di 4.500 miglia (7.200 chilometri) da Cerere. Durante la missione primaria, Dawn ha orbitato e raggiunto tutti i suoi obiettivi originali a Cerere e al protopianeta Vesta, che la navicella spaziale ha visitato da luglio 2011 a settembre 2012.


L'acqua potrebbe essere arrivata sulla terra dai meteoriti, affermano gli scienziati

I meteoriti potrebbero aver fornito acqua alla Terra dal Sistema Solare esterno durante i suoi 4,5 miliardi di anni di storia, e potrebbero ancora farlo.

Questo è il suggerimento di un nuovo articolo pubblicato su Scienza, la rivista accademica dell'American Association for the Advancement of Science.

Che i meteoriti possano aver portato acqua sulla Terra all'inizio della sua storia non è un'affermazione particolarmente controversa, ma questa nuova ricerca suggerisce che invece di arrestarsi miliardi di anni fa il processo potrebbe essere in corso.

I ricercatori hanno studiato meteoriti di condrite carboniosa, elementi costitutivi rimasti del Sistema Solare, e hanno scoperto che negli ultimi milioni di anni avevano liquido che scorreva attraverso di loro.

I meteoriti di condrite carboniosa provengono da antichi corpi genitori orbitanti nel Sistema Solare esterno oltre l'orbita di Giove, che sono stati in gran parte indisturbati sin dalla sua formazione.

Condrite Meteorite di tipo L isolato, un pezzo di roccia formatosi nello spazio esterno nelle prime fasi del . [+] Sistema solare come asteroidi. Questo meteorite proviene da una caduta di meteoriti che ha colpito la Terra nel deserto di Atacama

Gli scienziati, guidati da Simon Turner della Macquarie University di Sydney, in Australia, hanno esaminato meteoriti di condrite carboniosa raccolti da tutto il mondo.

Per trovare segni di un recente flusso di liquidi hanno cercato isotopi di uranio e torio. Perché? Poiché l'uranio è solubile in acqua, può essere trasportato dai liquidi, ma decade radioattivamente in torio, che è immobile. La loro firma dovrebbe scomparire entro un milione di anni, a causa del decadimento radioattivo, ma non è stato così per alcuni meteoriti.


Un meteorite che una volta aveva acqua ricca di CO2 potrebbe significare che l'acqua della Terra proveniva da molto lontano

La vita come la conosciamo ha bisogno dell'acqua per sopravvivere, motivo per cui tendiamo a pensare all'acqua come a una cosa terrestre, ma è più una cosa extraterrestre.

La maggior parte dell'acqua della Terra è probabilmente di origine aliena. Così è il resto dell'acqua nel sistema solare, dal momento che è stato scoperto che un frammento di un meteorite di 4,6 miliardi di anni aveva un tempo acqua ricca di anidride carbonica. Ciò significa che essa, e almeno parte della nostra acqua, proveniva dai margini del sistema solare. Ci è voluto il freddo inospitale del sistema solare esterno per congelare quella CO2 in ghiaccio che alla fine si è sciolto quando il meteorite è entrato nel sistema solare interno, si è rotto nella nostra atmosfera ed è atterrato sulla Terra in pezzi.

Altri meteoriti

Lo scienziato planetario Akira Tsuchiyama, Visiting Research Professor presso l'Università Ritsumeikan in Giappone, ha finalmente trovato l'acqua meteoritica ricercata che ha eluso gli scienziati per anni. C'era ancora acqua liquida nella calcite che era incorporata nel meteorite di Sutter's Mill, che è una condrite carboniosa. I suoi condri, o pezzi sferici di diversi minerali, significano che non si è completamente sciolto nel calore della prima formazione del sistema solare. Questi tipi di meteoriti sono come capsule temporali cosmiche.

"La maggior parte dei grani di calcite (CaCO3) nella condrite carboniosa dovrebbe precipitare da un fluido ricco di CO2", Tsuchiyama, che ha condotto uno studio recentemente pubblicato su Progressi scientifici, ha detto a SYFY WIRE. "La calcite è molto probabilmente precipitata da un fluido, che è responsabile dell'alterazione acquosa registrata nelle condriti carboniose, in un corpo genitore del meteorite, quindi i grani di calcite dovrebbero contenere inclusioni di tale fluido".

Anche se studi precedenti hanno trovato segni di inclusioni di fluido meteoritico che erano evaporate da tempo, fino ad ora non è mai stata scoperta una vera inclusione. Miliardi di anni fa, gli otto pianeti (e il valore anomalo di Plutone), le loro lune, la cintura di Kuiper e tutto il resto non erano disposti in quell'ordine familiare che probabilmente hai visto in almeno dieci progetti di science fair crescendo. Erano sparsi dappertutto nel caos di quei primi giorni. È stata l'immensa attrazione gravitazionale dei giganti gassosi Giove e Saturno che li ha disposti come sono ora e ha portato meteoriti come l'esemplare di Sutter's Mill nel sistema solare interno.

Frammento di condrite carboniosa. Credito: DeAgostini/Getty Images

Tsuchiyama e il suo team avevano bisogno di utilizzare una versione 3D della microscopia a raggi X, nota come nanotomografia a raggi X, per dare un'occhiata più da vicino alle potenziali inclusioni nel pezzo di meteorite. Questo metodo non invasivo non causerebbe la fuoriuscita o l'evaporazione dell'acqua. Quelle che sembravano inclusioni più grandi devono aver perso la loro acqua eoni fa. Il problema è che le nano-inclusioni erano troppo piccole per essere viste a quella risoluzione, ma gli scienziati avevano un piano di riserva.

"Abbiamo trovato molti candidati all'inclusione di fluidi di dimensioni superiori a pochi micron, ma non abbiamo rilevato alcun fluido all'interno", ha affermato. “Così abbiamo estratto un campione da aree ricche di nano inclusioni e le abbiamo osservate con un microscopio elettronico a trasmissione (TEM) con una risoluzione più elevata. Non è facile rilevare il fluido nelle immagini TEM, ma potremmo trovare ghiaccio cristallino per diffrazione elettronica a bassa temperatura, nonché punti di diffrazione dal ghiaccio che si è sciolto a temperatura ambiente.

Un asteroide nel giovane sistema solare si sarebbe formato come un planetesimo, lo stadio embrionale di un pianeta che o meno potrebbe diventare un pianeta reale a seconda di quanto materiale accumula e di quali collisioni e altri fenomeni deve affrontare. I meteoriti sono di solito pezzi di quegli asteroidi che non sono stati in grado di rimanere attaccati al corpo genitore abbastanza a lungo o sono stati staccati dall'impatto di un altro oggetto. Alcuni asteroidi sono stati alterati dall'acqua del ghiaccio fuso, che ha reagito con minerali che non avevano acqua. La prova di ciò è stata osservata in alcune condriti carboniose.

L'anidride carbonica congelata dimostra che il meteorite di Sutter's Mill è nato in una regione del sistema solare abbastanza fredda da consentire il congelamento della CO2. Potrebbe non essersi formato oltre un certo punto in cui il ghiaccio di CO2 si sarebbe sublimato o vaporizzato senza prima sciogliersi, come fa su Marte. Sebbene l'acqua di un meteorite non significhi necessariamente che tutta l'acqua della Terra provenga da così lontano, almeno parte di essa deve essere stata trasportata da lì attraverso asteroidi e meteoriti che sono stati spinti in giro durante l'evoluzione del sistema solare.

"Se riusciamo a trovare fluidi con composizioni diverse in diversi gruppi di condriti carboniose, possiamo determinare dove si sono formati quei meteoriti", ha detto Tsuchiyama. "Questo fornirà un quadro più dettagliato della formazione del sistema solare utilizzando prove dall'analisi del campione, che non sono state ottenute finora mediante modelli teorici".

Il tuo prossimo bicchiere d'acqua potrebbe provenire dai confini più remoti del sistema solare miliardi e miliardi di anni fa. Prova a capirlo mentre lo bevi.


“Lost to Space?” –La lunga teoria sull'acqua di Marte’s è stata annullata

Uno dei primi compiti del James Webb Space Telescope (il lancio è previsto per il 21 ottobre) sarà scoprire perché Marte ha perso così tanta acqua nei suoi 4,5 miliardi di anni di storia, trasformando il pianeta una volta blu in un gelido mondo desertico. Oggi, Marte ha un'atmosfera di anidride carbonica 100 volte più sottile di quella terrestre che costituisce oltre il 95 percento dell'atmosfera del pianeta, che ha una pressione superficiale di solo lo 0,6 percento di quella della Terra.

Una potenziale spiegazione per l'atmosfera molto più sottile di Marte è che ad un certo punto della sua storia il pianeta aveva un campo magnetico protettivo che si è spento. Un forte campo magnetico protegge e preserva gli oceani di un pianeta mentre l'atmosfera di Marte si assottigliava, si è pensato a lungo che la maggior parte dell'oceano fosse persa nello spazio.

Un asteroide delle dimensioni di Plutone?

Gli scienziati della NASA hanno ipotizzato che un bacino da impatto a Valles Marineris abbastanza profondo da inghiottire il Monte Everest mette in evidenza quello che potrebbe essere il risultato di un'antica collisione di asteroidi che ha spento il campo magnetico di Marte, bagnando il pianeta di radiazioni mortali ed erodendo la sua atmosfera da particelle che fluiscono da venti solari.

L'evidenza suggerisce che all'inizio della storia del nostro sistema solare, Marte ospitava un oceano profondo quanto il Mediterraneo, con enormi fiumi che tagliavano gole e canali nell'inquietante paesaggio desolato che vediamo oggi, immutato da milioni di anni. Gli scienziati sanno da tempo che l'acqua era abbondante sull'antico Marte, ma il suo destino è un mistero.

Enorme deposito di ghiaccio e laghi nascosti al Polo Sud di Marte

Nel gennaio 2020, un team del Caltech ha sondato una caratteristica misteriosa al polo sud di Marte: un enorme deposito di ghiaccio CO2 e ghiaccio d'acqua in strati alternati, come gli strati di una torta, che si estendono fino a una profondità di un chilometro, con un sottile strato glassa di ghiaccio CO2 nella parte superiore. Il deposito di strati di strati contiene tanta CO2 quanta nell'intera atmosfera marziana oggi, evidenziando una previsione di una teoria sviluppata da due scienziati del Caltech, con enormi implicazioni per il cambiamento climatico su Marte, che la sua pressione atmosferica cambierebbe di valore mentre il pianeta oscilla su il suo asse durante la sua orbita intorno al sole, esponendo i poli a più o meno luce solare.

Questa strana caratteristica è stata preceduta nel 2018 dalla scoperta di prove che suggeriscono che molto al di sotto della calotta di ghiaccio profondamente ghiacciata al polo sud di Marte si trova un lago di acqua liquida, il primo trovato sul Pianeta Rosso. Rilevato dall'orbita utilizzando il radar di penetrazione del ghiaccio del Mars Advanced Radar for Subsurface and Ionospheric Sounding (MARSIS), il ritrovamento ricorda i corpi d'acqua interconnessi sepolti sotto diversi chilometri di ghiaccio in Groenlandia e in Antartide, dove è stata rilevata una rete di 400 laghi.

“Enormi serbatoi intrappolati”&8211Nuova ricerca seminale

L'ipotesi "perso nello spazio" ha dominato fino ad ora: secondo una nuova ricerca del Caltech e del JPL, una parte significativa dell'acqua di Marte, compresa tra il 30 e il 99 percento, è intrappolata all'interno di minerali nella crosta del pianeta, sfidando l'attuale teoria che l'acqua del Pianeta Rosso è fuggita nello spazio.

Il team di Caltech/JPL ha riconfermato che circa quattro miliardi di anni fa, Marte ospitava abbastanza acqua da aver coperto l'intero pianeta in un oceano profondo da 100 a 1.500 metri, un volume approssimativamente equivalente alla metà dell'Oceano Atlantico terrestre.

Ma, riferiscono, un miliardo di anni dopo, il pianeta era arido come quello che vediamo oggi. In precedenza, gli scienziati che cercavano di spiegare cosa fosse successo all'acqua che scorreva su Marte avevano suggerito che fosse fuggita nello spazio, vittima della bassa marea di Marte. gravità. Sebbene dell'acqua abbia effettivamente lasciato Marte in questo modo, ora sembra che una tale fuga non possa spiegare la maggior parte della perdita d'acqua.

“La fuga atmosferica non spiega completamente i dati che abbiamo su quanta acqua esisteva effettivamente una volta su Marte,” dice la candidata al dottorato di ricerca Caltech Eva Scheller, autrice principale di un articolo sulla ricerca che è stato pubblicato dalla rivista Science on 16 marzo e presentato lo stesso giorno alla Lunar and Planetary Science Conference (LPSC).

Il team ha studiato la quantità di acqua su Marte nel tempo in tutte le sue forme (vapore, liquido e ghiaccio) e la composizione chimica dell'atmosfera e della crosta attuali del pianeta attraverso l'analisi dei meteoriti e utilizzando i dati forniti dai rover su Marte. e orbiter, esaminando in particolare il rapporto tra deuterio e idrogeno.

L'acqua è composta da idrogeno e ossigeno: H2O. Tuttavia, non tutti gli atomi di idrogeno sono uguali. Ci sono due isotopi stabili dell'idrogeno. La stragrande maggioranza degli atomi di idrogeno ha un solo protone all'interno del nucleo atomico, mentre una piccola frazione (circa lo 0,02 percento) esiste come deuterio, o il cosiddetto idrogeno “pesante”, che ha un protone e un neutrone nel nucleo.

Una firma rivelatrice –“Una porzione fuori misura di deuterio”

L'idrogeno più leggero (noto anche come protium) ha più facilità a sfuggire alla gravità del pianeta nello spazio rispetto alla sua controparte più pesante. Per questo motivo, la fuga dell'acqua di un pianeta attraverso l'atmosfera superiore lascerebbe un segno rivelatore sul rapporto tra deuterio e idrogeno nell'atmosfera del pianeta: rimarrebbe una porzione smisurata di deuterio.

Tuttavia, la perdita di acqua esclusivamente attraverso l'atmosfera non può spiegare sia il segnale deuterio-idrogeno osservato nell'atmosfera marziana, sia le grandi quantità di acqua in passato. Invece, lo studio propone che una combinazione di due meccanismi - l'intrappolamento dell'acqua nei minerali nella crosta del pianeta e la perdita di acqua nell'atmosfera - possa spiegare il segnale osservato tra deuterio e idrogeno nell'atmosfera marziana.

Tettonicamente inattivo

When water interacts with rock, chemical weathering forms clays and other hydrous minerals that contain water as part of their mineral structure. This process occurs on Earth as well as on Mars. Because Earth is tectonically active, old crust continually melts into the mantle and forms new crust at plate boundaries, recycling water and other molecules back into the atmosphere through volcanism. Mars, however, is mostly tectonically inactive, and so the “drying” of the surface, once it occurs, is permanent.

“Atmospheric escape clearly had a role in water loss, but findings from the last decade of Mars missions have pointed to the fact that there was this huge reservoir of ancient hydrated minerals whose formation certainly decreased water availability over time,” says co-author Bethany Ehlmann, professor of planetary science and associate director for the Keck Institute for Space Studies..

“All of this water was sequestered fairly early on, and then never cycled back out,” Scheller says. The research, which relied on data from meteorites, telescopes, satellite observations, and samples analyzed by rovers on Mars, illustrates the importance of having multiple ways of probing the Red Planet.

“Mars once was wet and fertile. It’s now bone dry,” said Cosmos host, Neil deGrasse Tyson who was not involved in the JPL study. “Something bad happened on Mars, I want to know what happened on Mars so that we may prevent it from happening here on Earth.”


Astratto

Six large iron meteorites have been discovered in the Meridiani Planum region of Mars by the Mars Exploration Rover Opportunity in a nearly 25km-long traverse. Herein, we review and synthesize the available data to propose that the discovery and characteristics of the six meteorites could be explained as the result of their impact into a soft and wet surface, sometime during the Noachian or the Hesperian, subsequently to be exposed at the Martian surface through differential erosion. As recorded by its sediments and chemical deposits, Meridiani has been interpreted to have undergone a watery past, including a shallow sea, a playa, an environment of fluctuating ground water, and/or an icy landscape. Meteorites could have been encased upon impact and/or subsequently buried, and kept underground for a long time, shielded from the atmosphere. The meteorites apparently underwent significant chemical weathering due to aqueous alteration, as indicated by cavernous features that suggest differential acidic corrosion removing less resistant material and softer inclusions. During the Amazonian, the almost complete disappearance of surface water and desiccation of the landscape, followed by induration of the sediments and subsequent differential erosion and degradation of Meridiani sediments, including at least 10-80m of deflation in the last 3-3.5Gy, would have exposed the buried meteorites. We conclude that the iron meteorites support the hypothesis that Mars once had a denser atmosphere and considerable amounts of water and/or water ice at and/or near the surface.


Water Ice Found on the Surface of an Asteroid for the First Time

An asteroid circling the sun between the orbits of Mars and Jupiter has for the first time been shown to harbor water ice and organic compounds. Those traits had been associated with comets, which spring from colder, more distant reservoirs in the outer solar system, but not their asteroidal cousins. The finding supports the notion that asteroids could have provided early Earth with water for its oceans as well as some of the prebiotic compounds that allowed life to develop.

Two teams of researchers report complementary observations of the 200-kilometer-wide asteroid, known as 24 Themis, in the April 29 issue of Natura. (Scientific American is part of Nature Publishing Group.) Both analyses are based on spectroscopic observations from the NASA Infrared Telescope Facility atop Mauna Kea in Hawaii, which show absorption features that indicate the presence of water and unidentified organic compounds. The ice appears to coat the entire asteroid as a thin layer of frost. The evidence for water on 24 Themis had been presented at conferences by the two groups in 2008 and 2009 but is only now appearing in a peer-reviewed journal.

"They have found something that a lot of people, including myself, have been chasing in the solar system for a long time, and that is water and organic material," says Dale Cruikshank, a planetary scientist at the NASA Ames Research Center in Moffett Field, Calif.

The asteroid was a promising target in part because it shares a similar orbit with a few so-called main-belt comets, which are objects in the asteroid belt that feature comet-like tails thought to be provided by the sublimation of ice to water vapor. Because 24 Themis likely came from the same parent body, it seemed plausible that it could harbor ice as well.

Cruikshank notes that some meteorites bear the signature of water and organic compounds, and that researchers have long been looking for the source of those meteorites. Now it appears that 24 Themis could fit the bill. "These newly discovered [main-belt comets], and now Themis, are very interesting objects and potentially one of the sources of Earth's oceans."

The two studies give a fairly comprehensive view of the asteroid one sampled 24 Themis at various points through its orbit, in brief intervals spanning several years, whereas the other followed the asteroid for several hours in one sitting to spot any changes as the body rotated on its axis.

"I thought, 'There has to be something in that family that is making these small objects behave like comets'," says Humberto Campins, an astronomy professor at the University of Central Florida who co-authored the study that was based on a seven-hour observation of 24 Themis in 2008. There was indirect evidence to suggest that some asteroids had not been baked dry by the sun, Campins says, but no proof.

The authors of the other study observed the asteroid seven times between 2002 and 2008 before they were convinced. "At first, we didn't necessarily believe it," says Andrew Rivkin, a planetary astronomer at the Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory who collaborated with Joshua Emery, a planetary scientist at the University of Tennessee, Knoxville. "It took a few tries, including one of those years where we were able to see it on back-to-back nights, before we could say, 'Now we really do believe this is for real'." The stability of ice on an airless body in space, Rivkin explains, is very sensitive to temperature, and 24 Themis appeared to be right on the cusp of plausibility. "If it were a few degrees warmer, you'd say no way," he says.

As astronomers look farther out in the solar system with constantly improving telescopes and instrumentation, Campins says, they may find ice on more asteroids. "We may need to look more carefully," he adds. "Or it could be unique to Themis. We don't know."

Cruikshank says it is somewhat surprising to find water ice on an airless body so close to the sun, but he notes that such revelations are becoming the norm&mdashjust look at the recent demonstrations of widespread water ice on the moon. "We're quite accustomed to being surprised," he says.


Guarda il video: METEORITI: come trovarle e riconoscerle (Gennaio 2022).