Jak doszło do powstania cennej asteroidy?
O asteroidzie (16) Psyche pisały już prawie wszystkie portale internetowe, większość światowych mediów. Dlaczego, w takim razie zdecydowałem się napisać o niej ponownie? Czyżbym i ja, jak autorzy komentarzy pod istniejącymi o tej asteroidzie tekstami, zafascynował się jej „wartością”? Złotem, platyną i innymi metalami szlachetnymi, które na niej się znajdują?
Przypomnijmy jednak powtarzane dotąd fakty. Asteroida (16) Psyche o średnicy około 240 kilometrów jest w dużym stopniu złożona z cennych metali: złota, niklu i platyny, a także żelaza. Wśród badaczy zyskała sobie dzięki temu przydomek „żyły złota”. Dla porównania, średnica Księżyca wynosi 1737,1 km. Na nim też znajdują się złoża m.in. platyny i złota.
Amerykańska agencja Kosmiczna – NASA planuje wystrzelenie w sierpniu 2022 roku na tę asteroidę sondy, która ma dotrzeć do niej w 2026 i krążyć wokół przez minimum rok.
Naukowcy sądzą, że bardzo prawdopodobną jest hipoteza, że asteroida (16) Psyche jest jądrem młodej planety, która w wyniku kosmicznej kolizji utraciła skorupę w początkach istnienia Układu Słonecznego. Różni się bowiem od badanych dotąd lodowo-kamiennych i gazowych obiektów. Zakładają, że jeśli (16) Psyche naprawdę okaże się jądrem zniszczonej planety, prowadzone badania mogą pozwolić na lepsze zgłębienie tego, jak zbudowane są jądra planet skalistych. Możemy poznać też procesy zachodzące w metalach w skali kosmicznej, jak np. działanie pola magnetycznego.
Do napisania tego artykułu skłoniło mnie zdjęcie asteroidy (16) Psyche. Czyżby wszyscy byli aż tak „ślepi”? Przecież każdy może dostrzec ślady wcześniejszych zderzeń tej asteroidy z innymi obiektami.
Przypomnijmy tu jednak wcześniej kilka bardzo już dziś prawdopodobnych i niemal powszechnie przyjętych teorii na temat powstawania Ziemi. Czas powstania pierwszej skorupy Ziemi oblicza się dziś na około 4,6 miliarda lat. Jej powstanie wiąże się z ogromnym kataklizmem. Ostatnie badania wskazują, że u zarania powstania naszej planety doszło do kolizji z inną, nieco mniejszą, poruszającą się na tej samej orbicie (wielkości Marsa – zwaną Theą lub Orfeuszem). To w wyniku tej kolizji doszło do powstania Księżyca o masie ponad 80 razy mniejszej od naszej planety. Dodam tu tylko od siebie, że przez wspomniane miliardy lat masa Ziemi i Księżyca ulegała zmianie, a to z tego powodu, że na ich skorupy spadały tysiące (?), miliony(?) miliardy (?) obiektów (asteroid, komet).
Warto tu przypomnieć również i to, że na Księżycu zaobserwowano liczne kratery uderzeniowe sprzed 3 do 4 miliardów lat. Młoda Ziemia ze swą znacznie większą masą musiała doświadczyć w tym okresie jeszcze silniejszego bombardowania. Znalezienie jego śladów nie jest jednak łatwe, bo woda i atmosfera przyczyniły się do ich ukrycia. Wiele z nich znalazło się też pod warstwami młodszych skał.
Tu kolejne pytanie i kolejna hipoteza. Odnosi się ona do cyrkonu. Ten niewielki kryształ nieźle namieszał w naszej wiedzy o początkach istnienia Ziemi. Do niedawna sądzono, że nasza planeta przez długi czas po uformowaniu się nie miała stałej powierzchni i była jednym wielkim oceanem płynnej magmy. Tymczasem kryształ, który znaleziono na zachodzie Australii ma 4,4 miliarda lat. Oznacza to, że już w tym czasie, a więc zaledwie w 200 milionów lat po powstaniu planety jej powierzchnia stwardniała. Jeszcze na początku XXI wieku sądzono, że doszło do tego dopiero 3,8 miliarda lat temu, a więc różnica w czasie jest ogromna. Najnowsze badania, których wyniki opublikowane w czasopiśmie Nature potwierdzają jednak, że kryształy naprawdę są tak stare.
Odnośnie pojawienia się na naszej planecie wody w nauce istnieją dwie główne hipotezy. Pierwsza mówi o tym, że woda pochodzi z dysku protoplanetarnego, z którego potem ukształtowały się planety Układu Słonecznego. Pod wpływem aktywności wulkanicznej tzw. pierwotna woda uwięziona we wnętrzu Ziemi zaczęła przedostawać się na powierzchnię i tworzyć pierwsze zbiorniki. Ponadto, gdy istniała już gęsta atmosfera i wysoka temperatura oraz tlen, z połączenia dwóch pierwiastków, wodoru i tlenu właśnie, tworzyła się para wodna. Następnie skraplała się w wyższych, zimniejszych warstwach atmosfery. I tak powstał praocean. Druga teoria – obecnie przyjmowana za bardziej wiarygodną – mówi o tym, że woda trafiła do nas wraz z kometami i asteroidami w okresie „wielkiego bombardowania”, wywołanego gwałtownymi zmianami orbit planet Układu Słonecznego, w początkach historii naszej planety (między 3,8 a 4,1 mld lat temu). Z tamtego okresu pochodzi większość uderzeniowych kraterów na Księżycu. Ziemia też była wówczas areną ciągłego bombardowania kometami i innymi okruchami kosmicznymi.
Teoria ta miała dotąd jeden słaby punkt: komety, chociaż zwykle zawierają bardzo dużo lodu wodnego, to jednak są ciałami małymi i pojawiającymi się rzadko. Pochodzą też najczęściej z daleka (a więc z Pasa Kuipera, leżącego za Plutonem, lub jeszcze bardziej odległego Obłoku Oorta). Wodę więc musiały „dowieźć” na Ziemię inne obiekty kosmiczne – np. znacznie bliższe i znacznie większe asteroidy. Od dawna podejrzewano, że niektóre z nich mogą zawierać wodę, ale dopiero niedawno udało się to potwierdzić. W połowie 2010 r. dwa niezależne zespoły astronomów z Florida State University oraz John Hopkins University po raz pierwszy wykryły wyraźne spektograficzne ślady wody na asteroidzie. Chodzi o bryłę materii o średnicy około 200 km, zwaną 24 Themis. Okrąża ona Słońce w tzw. głównym pasie planetoid rozciągającym się między orbitami Marsa i Jowisza. Czyli dość blisko Ziemi. 24 Themis przewodzi całej rodzinie podobnych do niej asteroid, które nazywa się też asteroidami dynamicznymi, a czasem kometopodobnymi, ponieważ ciągną one za sobą ogony podobne do kometarnych. Podejrzewano, że zjawisko to spowodowane jest właśnie uwalnianiem drobin wody z ich powierzchni. Teraz wiadomo już, że tak jest.
Zdaniem autorów odkrycia woda jest o wiele bardziej rozpowszechniona na asteroidach pasa głównego niż wcześniej sądzono. W przypadku 24 Themis znajduje się ona – w postaci lodu – nie tylko na powierzchni obiektu, lecz także w jego wnętrzu. Uwiarygodnia to hipotezę, że nasze oceany mają pozaziemskie pochodzenie. Przy czym w hipotezie tej nie neguje się źródła pierwotnego, a więc powstania części zasobów wodnych Ziemi z materii protoplanetarnej. Jakaś część ziemskiej wody z pewnością pochodzi z tego źródła, jednak znacznie więcej wody przybyło do nas z kosmosu i to przede wszystkim ta kosmiczna woda utworzyła dzisiejsze oceany. Ostatnie lata przyniosły wysyp odkryć dowodzących istnienia wody na wielu planetach i księżycach Układu Słonecznego, często na takich, których wcześniej nawet nie podejrzewano o jej obecność. Uważam, że założenie mówiące o tym, że woda na Ziemię dostała się za pośrednictwem asteroid, wcale nie wyklucza tego, że część jej mogła tu trafić w wyniku upadku komet. Na pozaziemskie pochodzenie wody wskazuje też podobieństwo wody zawartej w niektórych kometach i tej, która znajduje się w oceanach i morzach. Międzynarodowy zespół naukowców, (w którym uczestniczyła także Polska Akademia Nauk) wykazał, że proporcje dwóch izotopów wodoru (deuteru oraz zwykłej postaci tego pierwiastka) są w obu przypadkach podobne.
To więc kolejny wielki kataklizm (cała ich seria) przyczynił się w sposób znaczący do zmiany obrazu naszej planety. Wyżej przedstawiłem teorię, że do powstania oceanów, doszło w wyniku „wielkiego bombardowania”, które trwało ok. 300 milionów lat. Myślę jednak, że proces ten trwał znacznie dłużej, i tylko jego intensywność uległa zmianie. Wiele późniejszych upadków komet i asteroid mogło następować w już istniejące oceany, które jak wiemy dziś zajmują prawie 75% powierzchni Ziemi. Ich śladów oczywiście dziś znaleźć nie sposób. Być może udowodni je dalsza analiza chemiczna wód istniejących na Ziemi i w istniejących dziś kometach.
Skąd pochodzą asteroidy? Jak dziś się powszechnie uważa, są pozostałością z czasów formowania się Układu Słonecznego, kiedy to ok. 100 – 250 mln lat po Wielkim Wybuchu z chmury pyłów i gazów powstały gwiazdy i zaczęły formować się większe skupiska materii, które wpadając na siebie łączyły się, aby z czasem stworzyć planety. Niektóre z nich pozostały niepołączone i do dziś mają średnicę nie większą niż 1000 km, a stało się tak na przykład między orbitami Marsa i Jowisza, w tak zwanym głównym pasie asteroid (inaczej planetoid), gdzie silne oddziaływanie grawitacyjne Jowisza nie pozwoliło na połączenie się mniejszych ciał. Planetoidy podlegają ciągłym zmianom, nie mają obecnie takiej postaci, jak na początku istnienia Układu Słonecznego. W ciągu miliardów lat nastąpiły w nich duże zmiany, między innymi wywołane przez stapianie (w pierwszych milionach lat istnienia), zderzenia, erozję powodowaną przez promienie kosmiczne i bombardowanie mikrometeorytami. Aktualnie pas planetoid zawiera jedynie ułamek masy, którą zawierał pierwotnie. Symulacje komputerowe sugerują, że jego masa mogła być podobna do masy Ziemi. Z powodu zaburzeń grawitacyjnych ponad 99,9% tej masy zostało z niego wyrzuconych w ciągu pierwszego miliona lat.
Czas wreszcie połączyć przedstawione informacje i postawić pewne hipotezy.
Co stało się z masą 99.9% asteroid, które opuściły swe pierwotne miejsce? To chyba oczywiste, w wyniku rozpadu (mogły go spowodować będące wynikiem braku ich ruchu obrotowego naprężenia spowodowane nierównomiernym oddziaływaniem Słońca oraz kolejne kolizje z sąsiednimi asteroidami) nabierały ogromnej szybkości i opuszczały pas asteroid. Nie wypadały jednak poza siłę grawitacyjną układu słonecznego i wędrując wokół wspólnego dla niego środka ciężkości z czasem kawałki z nich uderzały w różne planety, również Księżyc, spadały na Słońce.
W ten sposób doszło do powstania w skorupie Ziemi cyrkonu. To wynik uderzenia asteroidy, asteroid, w skorupę ziemską. Siła uderzeń wytwarzała tak wielką energię i tak wielkie ciśnienie, że w sposób oczywisty następowały zmiany atomowe różnych pierwiastków. W ten sposób doszło do powstania wody na Ziemi, Marsie, Księżycu. Mogła być ona przyniesiona już z asteroidami, na których powstała w wyniku ich zderzeń już w pasie planetoid, mogła też powstać w wyniku kolejnych zmian w wyniku zderzenia z planetami lub Księżycem. Na Ziemi, gdzie w wyniku powstania atmosfery temperatura osiąga stopień powyżej zera, woda może występować w stanie płynnym, na innych planetach i na Marsie występuje oczywiście w postaci lodu.
Co działo się jednak z planetoidami (asteroidami) w ich pierwotnym pasie? To widać obserwując zdjęcie (16) Psyche. W ciągu miliardów lat planetoidy zderzały się z sobą. Być może spadały też na nie odłamki tych, które wcześniej opuściły pas asteroid wędrując wokół środka ciężkości naszego układu. Do zderzeń jednak dochodziło. Stąd kratery uderzeniowe na (16) Psyche. Przecież każdy je widzi. Dlaczego nie potrafimy zadać sobie pytania o skutki tych kataklizmów. Kolejne uderzenia (ich energia, ciśnienie) powodowały kolejne zmiany pierwiastków. Wreszcie powstało złoto, platyna.
Moim zdaniem, to hipoteza znacznie bardziej prawdopodobna od tej zakładającej rozpad jakiejś mitycznej planety i jej rzekomego jądra.
Piotr Kotlarz
Artykuł ten jest zapowiedzią mojego e-booka: „Kataklizmy, które zmieniały obraz Ziemi”, który zostanie wydany nakładem Fundacji Kultury „WOBEC” jeszcze w grudniu tego roku i będzie sprzedawany za pośrednictwem budowanej na tym portalu internetowej księgarni.
