Gagasan bahwa komet membawa air ke Bumi mendapatkan momentum akhir tahun lalu, ketika para astronom mengumumkan air seperti lautan di Comet Hartley 2.
Comet Hartley 2. Kredit Gambar: NASA
Selama bertahun-tahun, empat teori terkemuka yang menjelaskan asal usul air di Bumi telah mendapat dukungan. Dalam satu, asteroid yang kaya air dan meteorit berdampak pada bayi Bumi, mendistribusikan air di seluruh planet dengan kekuatan brutal. Dalam proses lain yang lebih tenang, lautan terbentuk ketika hidrogen dan oksigen dalam bahan yang membentuk Bumi (misalnya, hidrokarbon dan oksigen dalam oksida besi) bergabung secara kimiawi di bawah kerak bumi dan muncul sebagai uap vulkanik yang mengembun dan menghujani permukaan. . Sebuah teori yang lebih baru menunjukkan bahwa molekul air benar-benar melekat pada permukaan butiran debu antarbintang yang bertambah untuk membentuk tata surya. Dalam hal itu, air terakumulasi secara bersamaan dengan sisa planet ini. Dan yang terakhir, namun tidak kalah pentingnya, ada komet-komet itu.
Komet Hyakutake. Kredit Gambar: E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Observatory
Selama beberapa dekade, kebijaksanaan yang diterima adalah bahwa komet membawa sebagian besar air ke Bumi purba. Terlepas dari hubungan yang tampaknya logis antara komet dan lautan, ada satu masalah serius dengan teori itu: komposisi air yang sejauh ini terdeteksi dalam komet telah berbeda secara fundamental dari lautan di Bumi, sehingga mereka tidak mungkin menjadi yang utama. sumber. Masalah ini cukup serius untuk mengancam model sumber komet sama sekali. Atau setidaknya sampai sekarang.
Tidak semua air diciptakan sama
Masalah komposisi yang telah mempengaruhi model komet berakar pada struktur atom air laut. Ternyata tidak semua air laut terdiri dari air "biasa" (mis., H2O). Sekitar satu dari setiap 3.200 molekul air di lautan adalah a air berat molekul yang dibuat dengan deuterium - atom hidrogen dengan neutron ekstra. Ketika isotop hidrogen ini bergabung dengan oksigen untuk membuat air, sebenarnya isotopnya sekitar 10 persen lebih berat daripada bentuk air yang jauh lebih umum ditemukan di mana-mana di sekitar kita di Bumi.
Setiap teori transportasi air ke Bumi dari luar angkasa harus memperhitungkan rasio spesifik molekul air reguler dan berat ini. Inilah sebabnya mengapa banyak peneliti menyukai, misalnya, model dampak asteroid; Para ilmuwan telah memverifikasi bahwa asteroid dan beberapa meteorit mengandung rasio yang tepat antara air berat dan air biasa.
Agar komet menjadi sumber air lautan di Bumi, komet juga harus mengandung rasio yang tepat antara berat dengan air biasa. Tetapi sampai Comet Hartley 2, tidak ada komet yang ditemukan untuk memenuhi kriteria vital ini.
Faktanya, kimia spesifik komet tidak diketahui sampai tahun 1980-an, ketika pengukuran langsung pertama dari komet dilakukan pada Komet Halley dan - bertahun-tahun kemudian - Komet Hyakutake. Sayangnya, kedua komet ini mengandung air dua kali lebih banyak daripada yang ditemukan di air di Bumi. Itu berarti mereka, dan komet seperti mereka, tidak mungkin menjadi sumber air laut. Model komet itu tenggelam, cepat.
Tetapi para ilmuwan tidak mau menyerah. Pada tahun 2000, para ilmuwan mengambil kesempatan langka untuk melakukan pengukuran air komet lain ketika Comet LINEAR pecah saat mendekati matahari. Sementara proporsi yang tepat dari deuterium untuk hidrogen tidak diukur secara langsung, pelacak kimia lainnya sangat menyarankan bahwa deuterium hadir dalam jumlah yang tepat yang diperlukan untuk menjelaskan komposisi air laut.
Selama 10 tahun ke depan, juri masih keluar apakah komet dapat mengandung jumlah deuterium yang tepat atau tidak. Saat ini, terima kasih kepada Comet Hartley 2, nampaknya komet kembali dalam permainan!
Dipercayai bahwa komet seperti Hartley 2 dan LINEAR, keduanya berasal dari Kuiper Belt dekat orbit Jupiter, memiliki jumlah air yang cukup. Menemukan komet seperti itu sulit karena, seiring waktu, gangguan gravitasi telah menghabiskan sumber komet itu. Komet Halley dan Hyukatake tidak berasal dari wilayah yang sama, yang menjelaskan komposisi kimianya yang sangat berbeda.
Citra NASA tentang inti Hartley 2 dengan spektra overlay air normal dan berat, seperti yang diamati oleh instrumen inframerah jauh di atas Herschel Space Observatory. Kredit Gambar: NASA / JPL-Caltech / R. Menyakiti
Ted Bergin dari University of Michigan - anggota tim yang menemukan air seperti lautan di Comet Hartley 2 pada 2011 - mengakui bahwa hasilnya didasarkan pada sampel satu. Dia memberi tahu EarthSky musim gugur yang lalu:
Kita benar-benar perlu tahu apakah komet ini adalah anggota perwakilan Sabuk Kuiper. Ini adalah salah satu ukuran yang sangat penting tetapi kita perlu lebih banyak untuk mulai menyatukan potongan-potongan puzzle ini.
Hasilnya menunjukkan bahwa jumlah materi di luar sana yang bisa berkontribusi pada lautan Bumi mungkin lebih besar dari yang kita duga. Apa yang menambah cerita ini adalah bahwa reservoir material yang berpotensi dibawa ke Bumi dengan "jenis" air yang tepat jauh lebih besar. Ini tidak mengatakan bahwa komet memang membawa air ke Bumi tetapi lebih dari itu.
Sementara kemungkinan besar bahwa air datang ke Bumi melalui berbagai proses, penemuan terakhir ini menguatkan teori bahwa komet mungkin telah berkontribusi lebih banyak air ke Bumi daripada yang diperkirakan sebelumnya.
Sekarang, seperti apa asal usul komet itu sendiri? Itu pertanyaan untuk hari hujan yang lain.
Intinya: Para astronom telah berdebat selama beberapa dekade tentang bagaimana Bumi mendapatkan airnya. Pada tahun 2011, menggunakan Herschel Space Observatory untuk mempelajari komet Hartley 2 (103P / Hartley), sebuah tim astronom internasional termasuk Ted Bergin dari University of Michigan menemukan komet pertama yang dikonfirmasi mengandung air seperti lautan. Komet itu adalah Komet Hartley 2. Hasil ini muncul secara online 5 Oktober 2011, dalam jurnal Alam.