Ideen om, at kometer bragte vand til Jorden, fik fart i slutningen af sidste år, da astronomer annoncerede havlignende vand i Comet Hartley 2.
Comet Hartley 2. Billedkredit: NASA
I årenes løb har fire fremtrædende teorier, der forklarer vandets oprindelse på Jorden, fået fordel. I den ene havde vandrige asteroider og meteoritter indflydelse på spædbarnet Jorden og fordelt vand over planeten ved brute kraft. I en anden mere rolig proces dannede verdenshavene sig, når brint og ilt i de materialer, der udgjorde Jorden (f.eks. Kulbrinter og ilt i jernoxider), kombinerede kemisk under jordskorpen og fremkom som vulkanisk damp, der kondenserede og regnede ned på overfladen . En nyere teori antyder, at vandmolekyler faktisk klæbte til overfladerne på de interstellære støvkorn, der er bundet til at danne solsystemet. I dette tilfælde akkumulerede vand samtidig med resten af planeten. Og sidst, men ikke mindst, der er kometerne.
Comet Hyakutake. Billedkredit: E. Kolmhofer, H. Raab; Johannes-Kepler-Observatory
I årtier har den accepterede visdom været, at kometer bragte en stor andel vand til den oprindelige jord. På trods af den tilsyneladende logiske forbindelse mellem kometer og oceaner, har der været et alvorligt problem med denne teori: sammensætningen af vand hidtil detekteret i kometer har adskilt sig grundlæggende fra jordens hav, så de kunne ikke være mulig kilde. Dette problem var alvorligt nok til at true kometkildemodellen helt. Eller det var i det mindste indtil nu.
Ikke alt vand er skabt ens
Kompositproblemet, der har doget kometmodellen, er rodfæstet i atomvandsstrukturen i havvand. Det viser sig, at ikke alt havvand består af "almindeligt" vand (dvs. H2O). Cirka en ud af hver 3.200 vandmolekyler i havet er en tungt vand molekyle fremstillet med deuterium - et hydrogenatom med en ekstra neutron. Når denne brint-isotop kombineres med ilt for at fremstille vand, er den faktisk ca. 10 procent tungere end den meget mere almindelige form for vand, der findes overalt omkring os på Jorden.
Enhver teori om vandtransport til jorden fra rummet skal tage højde for dette specifikke forhold mellem regelmæssige og tunge vandmolekyler. Dette er grunden til, at mange forskere for eksempel favoriserer asteroidepåvirkningsmodellen; forskere har verificeret, at asteroider og nogle meteoritter indeholder det rigtige forhold mellem tungt og almindeligt vand.
For at kometer skal være en kilde til Jordens havvand, skal de også indeholde det rigtige forhold mellem tungt og almindeligt vand. Men indtil Comet Hartley 2, var der ikke fundet nogen komet, der opfylder dette vitale kriterium.
Faktisk var komets specifikke kemi ukendt indtil 1980'erne, hvor de første direkte målinger af kometis blev foretaget på Halley's Comet og - år senere - Comet Hyakutake. Desværre indeholdt disse to kometer dobbelt så meget tungt vand, end der findes i vand på Jorden. Det betød, at de og kometer som dem muligvis ikke kunne være en kilde til havvand. Kometmodellen synkede hurtigt.
Men forskere var ikke villige til at give op. I 2000 fandt forskere en sjælden mulighed for at foretage en ny måling af kometvand, da Comet LINEAR brød sammen, da det nærmet sig solen. Mens den rigtige andel af deuterium til brint ikke blev målt direkte, antydede andre kemiske sporstoffer kraftigt, at deuterium var til stede i lige den rigtige mængde, der var nødvendig for at forklare havvandssammensætningen.
I de næste 10 år var juryen stadig ude om, hvorvidt kometer kunne indeholde den rigtige mængde deuterium. I dag ser det ud til, at kometer er tilbage i spillet takket være Comet Hartley 2!
Det antages, at kometer som Hartley 2 og LINEAR, som begge stammer fra Kuiper Belt nær Jupiters bane, besidder den passende mængde tungt vand. At finde sådanne kometer er udfordrende, da gravitationsforstyrrelser over tid har udtømt kilden til kometer. Kometerne Halley og Hyukatake stammer ikke fra den samme region, hvilket forklarer deres helt forskellige kemiske sammensætninger.
NASA-billede af kernen i Hartley 2 med overlejrede spektre af det normale og tunge vand som observeret af et langt infrarødt instrument ombord på Herschel Space Observatory. Billedkredit: NASA / JPL-Caltech / R. Gøre ondt
Ted Bergin fra University of Michigan - et medlem af holdet, der opdagede havlignende vand i Comet Hartley 2 i 2011 - erkendte, at resultatet er baseret på en prøve på en. Han fortalte EarthSky sidste efterår:
Vi har virkelig brug for at vide, om denne komet er et repræsentativt medlem af Kuiper Belt. Det er en meget vigtig måling, men vi har brug for mere for at begynde at sætte brikkerne i dette puslespil sammen.
Resultaterne viser, at mængden af materiale derude, der kunne have bidraget til Jordens oceaner, måske er større, end vi troede. Hvad dette tilføjer til historien er, at reservoiret af materiale, der potentielt kan bringes til Jorden med den rigtige “slags” vand, er meget større. Dette siger ikke, at kometer bragte vand til Jorden, men snarere at de måske.
Selvom det mest sandsynligt er, at vand kom til Jorden gennem en række forskellige processer, forstærker denne seneste konstatering teorien om, at kometer kan have bidraget meget mere vand til Jorden, end hvad der for nylig blev troet.
Hvad angår kometerne selv? Det er et spørgsmål til endnu en regnvejrsdag.
Nederste linje: Astronomer har krænket i årtier om, hvordan Jorden fik sit vand. I 2011 ved hjælp af Herschel Space Observatory til at studere kometen Hartley 2 (103P / Hartley) fandt et internationalt team af astronomer, herunder Ted Bergin fra University of Michigan, den første komet, der blev bekræftet at indeholde havlignende vand. Kometen er Comet Hartley 2. Disse resultater blev vist 5. oktober 2011 i tidsskriftet Natur.