یک فرضیه: آب موجود در زمین توسط سیارک‌ ها آورده شده است

۷۰ درصد از سطح زمین با آب پوشانده شده و منبع حیات و محل زندگی تعداد بی‌شماری از موجودات زنده است، اما سؤالی همواره محل مناقشه دانشمندان بوده: آب از کجا آمده است؟ دانشمندان فرضیه‌های مختلفی در مورد چگونگی به‌وجود آمدن آب در زمین مطرح کرده‌اند. ممکن است آب از همان ابتدای شکل‌گیری زمین در سیاره‌ی ما وجود داشته است. در حالت دیگر ممکن است آب توسط دنباله‌دارها یا اجرام کیهانی دیگر به زمین وارد شده باشد. فرضیه‌ی دیگر، این است که شاید سیارک‌ها آب را به زمین آورده‌اند.

سیارک‌ها، اجرام سنگی در اندازه‌های مختلف هستند که در دوره‌های مختلفی و گاهی اوقات به تعداد زیاد به زمین برخورد کرده‌اند. بیش از چهار میلیارد سال پیش، سیاره‌ی ما در دوره‌ای موسوم به آخرین بمباران سنگین، توسط سیارک‌های زیادی بمباران شد. نمونه‌های سیارک‌ها و به‌ویژه نوع کندریت کربن‌دار، نشان می‌دهد سیارک‌ها حاوی آب هستند؛ اما به‌عقیده بسیاری از دانشمندان، آب در حرارت شدید ناشی از برخورد سیارک‌ها به زمین، بخار می‌شود.

اما آر. تریک دالی، پژوهشگری از آزمایشگاه فیزیک کاربردی دانشگاه جان هاپکینز و پیتر اچ. شولتز، دانشمند علوم سیاره‌ای از دانشگاه براون، آزمایش‌هایی در مقیاس کوچک انجام داده‌اند که نشان می‌دهد ممکن است آب  سیارک‌ها به‌وسیله‌ی سنگ‌های زمین جذب شده باشد. این دو پژوهشگر نتایج یافته‌های خود را در ژورنال Science Advances منتشر کرده‌اند.

دالی دوره‌ی دکترای خود را در دانشگاه براون می‌گذارند و شولتز، مشاور او در دانشگاه براون است. این دو از توپ عمودی ۲٫۵ متری ناسا در مرکز پژوهشی ایمس بهره بردند. این توپ عمودی از دهه‌ی ۱۹۶۰ به‌منظور بررسی برخوردهای سرعت بالا مورد استفاده قرار می‌گیرد و بخشی ازپروژه‌ی آپولو بوده است.

این دو در آزمایش خود، در فضای خلأ سنگی به‌اندازه‌ی نخود فرنگی به‌ نام آنتیگوریت و شبیه مواد کربنات کربن‌دار را به یک نمونه‌ی سنگ آذرین که زمین را شبیه‌سازی می‌کرد، شلیک کردند. این توپ از فاصله‌ای حدود ۳ متری و با سرعتی بیش از ۱۷ هزار کیلومتر در ساعت (پنج برابر سرعت یک گلوله) به سنگ آذرین شلیک کرد. در این سرعت بالا، انرژی برخورد باعث ایجاد حرارتی شد که برخی از آب آنتیگوریت را تبخیر کرد؛ اما سنگ آذرین ذوب‌شده به وسیله‌ی همجوشی با تکه‌های آنتیگوریت، مقادیری از آب را جذب کرد. به‌عنوان مثال، در شلیک از زاويه‌ی ۴۵ درجه‌ای، حدود ۳۰ درصد از آب توسط يک ماده شيشه‌اي (که در اثر حرارت بالای ناشی از برخورد به وجود آمد) و مخلوطي از ترکيب ذوب و سنگي که برش (سنگی شامل بسیاری از قطعات کوچک‌تر به هم متصل) نامید می‌شود، جذب شد.

اگر چنین اتفاقی در برخورد سیارک‌های واقعی رخ داده باشد، این آب ممکن است که بعدها به شکل بخار از جریان‌های گدازه آزاد شده باشد و به شرایطی که باعث ایجاد حیات شده، کمک کرده باشد. دکتر شولتز می‌گوید این آب تمام آب‌های زمین را شامل نمی‌شود؛ اما یافته‌های جدید می‌تواند برای اثبات فرضیه‌ی آورده شدن آب به وسیله‌ی سیارک‌ها به زمین، اهمیت زیادی داشته باشد. دالی به Gizmodo گفت:

 اگر این برخوردها توانسته‌اند آب را در سیارات در حال شکل‌گیری دیگر منظومه‌های سیاره‌ای جذب کنند – موضوعی که به‌ دلایل مختلفی به آن باور داریم – بسیاری از سیارات باید در سطح یا درون خود آب داشته باشند. اگر این آب مایع (و نه بخار آب یا یخ) باشد، یکی از سه عنصر کلیدی حیات در این اجرام کیهانی وجود دارد.

کاترین آلتوگ، پژوهشگری از دانشگاه برن در سوئیس که در این پژوهش جدید شرکت نداشت، می‌گوید این آزمایش نتیجه‌ای عالی دارد و مهم‌تر از همه، نشان می‌دهد که آزمایش‌های واقعی به‌جای صرفا بحث در مورد مدل‌های شبیه‌سازی، تا چه حد مهم هستند. او گفت:

 بر اساس مدل‌های شبیه‌سازی‌شده، برخی از دانشمندان با این فرضیه‌ که سیارک‌ها آب را به‌ زمین آورده‌اند، موافق نیستند. آن‌ها ادعا می‌کنند که بر اثر برخورد تمام آب بخار می‌شود. اما این آزمایش نشان داد احتمالا سیارک‌ها منبع آب‌های زمین بوده‌اند.

اما منشأ آب‌های زمین یک بحث مناقشه‌آمیز بین دانشمندان است و یک آزمایش نمی‌تواند به‌تنهایی پاسخی برای این جدل طولانی باشد. علاوه بر این، آزمایش دالی و شولتز، یک آزمایش مقیاس کوچک است و نمی‌تواند یک آزمایش کامل محسوب شود.