Meidän komeetta
No johan lykkäsi ensimmäisen yllätyksen: Raskaan vedyn suhde tavalliseen vetyyn eli D/H suhde on noin 0,5 promillea, joka on noin kolme kertaa suurempi kuin meriveden. Tämä tarkoittaa sitä että ROSETTA-luotaimen tutkimuskohteen komeetta 67P/Churyumov-Gerasimenkon kaltaisten komeettojen mukana alkumaahan tullut vesi ei pysty yksin selittämään nykyisen valtamerten D/H suhdetta. Ehkä komeettamme on liian kuiva tai sitten jotain mättää maan merissä, ehkä merivesi ei heijastakaan alkuperäistä D/H suhdetta.
Tämä tulos löytyy monen muun mielenskiintoisen tuloksen kanssa viimeisimmässä Science-lehdessä, jossa julkaistaan ensimmäiset ROSETTA-luotaimen laitteilla tehdyt mittaustulokset. Ne ovat emoaluksessa olevista laitteista ja käsittävät siis tulokset kahden ekan kuukauden ajalta. Koko mission kestohan tulee olemaan ainakin 17 kuukautta. Poikkeuksellisesti julkaisut ovat avoimia ja kuka tahansa voi ladata ne itselleen luettaviksi sivuilta http://www.sciencemag.org/ ja etsimällä viimeisimmän 23.1.2015 julkaistun lehden. Juttuja lukiessani pistää muutamia mielenkiintoisia asioita esille.
Komeetan tiheys saatiin nyt mitattua. Se on jotensakin samaa tiheyttä kuin puu, siis vähän alle puolet veden tiheydestä. Sisärakenteen arvellaan olevan melko tasaisesti huokoisen, siten että siellä on tilavuudesta mitatuna noin 3/4 reikiä. Pari eri arvoita kertoo että komeetan aine on hyvin haurasta – ei kestäisi vasaran naputtelua, tosin laskeutuja Philaen pomppiminen osoitti että paikoin pinta voi olla hyvinkin kovaa ainetta.
Kaasusuihkut eivät tulekaan pääsääntöisesti halkeamista vaan tasapohjaisista jyrkkäseinäisistä kuopista, muodoltaan vähän samanlaisista kuin Marsissa havaitut laavaputkien romahduksen seurauksena syntyvät pyöreät syvät reiät.
Näin mittausten alkuvaiheessa ei ole vielä selvinnyt onko komeetta muodostunut kahdesta pienemmästä kappaleesta vai onko siinä vaikuttanut voimakas eroosio. Komeetan pinnanrakenteet ovat moninaiset ja niissä riittää paljon tutkimista. Korkea hiilimonoksidin määrä viittaa siihen että komeetta on enimmäkseen alkutuotetta Aurinkokunnan synnyn ajoilta. Samaan hengenvetoon on yhtä ilmeistä että paljon on komeetalle tapahtunut sen jälkeen.
Lisää juttua näistä ekoista mittauksista varmaan koostetaan Tähdet ja avaruus -sivujen uutisiin ja eiköhän itse lehdestä saada lisää mieltä kutkuttavia lukukokemuksia.
Kui nii meidän komeetta? Tutkimme sitä COSIMA-instrumentin tiimissä jossa on suomalaisia tutkijoita Turun Yliopistosta ja Ilmatieteen laitokselta.
Minusta late heavy bombardmentin (mitähän se on suomeksi) arvet Kuussa eivät riitä selittämään Maan meriä, joten merien täytyy olla vanhempia kuin LHB.
Arvelen että lumiraja kertymäkiekossa on ollut paljon nykyistä sisempänä (alle 1 au), osittain nuoren tähden himmeyden takia mutta eritoten siksi että pölykiekon sisäreuna on varjostanut sen ulko-osia ja pitänyt ne kylminä. Silloin Maan vesi voisi olla peräisin paikallisesta kertymäkiekosta eli samasta kuin kiviaineet.
Kyllä juuri näin. Myöhäinen pommitus oli oikeasti vähän liiankin myöhäinen selittämään merten vesien tulon. Australian Jack Hills zirkonkiteiden kuluneisuus viittaa siihen että Maassa oli mantereita ja meriä jo 4.4 miljardia vuotta sitten.
Kertymäkiekkojen mallinnus on kehittynyt huomattavasti viime vuosina. Kertymäkiekon sisäosat ovat mallien mukaan olleet merkittävästi viileämmät kuin aiemmin on oletettu, lisäksi niiden sisäreunan lämpötila ei ole ollut kovin paljoa korkeampi kuin muistaakseni noin 1800K, jolloin ainakin mineraalien kidevesi on voinut säilyä. Se pysyy kiteissä parhaimmillaan 2500K asti. On varsin ilmeistä että Maan vesi on tullut eri lähteistä ja että niillä on ollut hyvin erilaisia D/H arvoja.
Maan D/H budjetissa on yksi isohko epäselvä komponentti ja se on vaipan veden määrä sekä sen D/H. Vaipassa voi olla vettä moninkertaisesti valtameriin verrattuna.
Liittyen vaipan veteen, yksi mielenkiintoinen kysymys on mikä määrää meren paksuuden. Yksi spekulatiivinen mahdollisuus saattaisi olla että mitä syvempi meri, sitä kovempi paine ja sitä enemmän vettä kulkeutuu subduktion mukana takaisin vaippaan. Jos näin on, silloin planeetan meren paksuus saattaisi olla melko riippumaton planeetan veden kokonaismäärästä, mikä voisi lisätä maankaltaisten mantereita ja meriä sisältävien planeettojen esiintymisfrekvenssiä. Eli että olisi dynaaminen tasapaino jossa tulivuoret nostavat vaipan vettä pinnalle kunnes meri on niin syvä että paineen aiheuttama subduktiovesihävikki kompensoi tulivuorten vesituoton. Toki tuossa voi olla muitakin takaisinkytkentöjä kuten veden aiheuttama laakerointi joka ehkä ylipäätään mahdollistaa tektoniikan ja subduktion.
Mielenkiintoinen ajatus. Voisi ehkä myös selittää sen miksi Jupiterin galilein kuilla on paljon syvempi meri kuin maassa (siella on vahemman vulkaanista toimintaa koska ydin on pienempi ja viileampi.