Podle toho, co víme, je vodní led naprosto běžným materiálem ve vesmíru. Většinou se vytváří jako byprodukt při vzniku hvězd, ne ale vždycky. Nedávno se potvrdilo, že ve hvězdných soustavách funguje minimálně ještě jeden další mechanismus vzniku vody – hvězdný vítr. Naše Slunce a jistě i mnohé další hvězdy podle všeho vytvářejí vodu v kosmickém meziplanetárním prachu.
Hvězdy vyfukují hvězdný vítr s chutí a všemi směry. Je to nepřetržitá sprcha částic, mezi nimiž převažují protony o energii cca 1 keV. V naší hvězdné soustavě sluneční vítr nepřetržitě šlehá do planet, planetek, kosmických balvanů i do kosmického prachu. Když nadupaná částice slunečního větru zasáhne povrch typického zrnka kosmického prachu, které obvykle tvoří silikáty, tak na něm zanechá šrámy. Energie uvolněná při zásahu částice slunečního větru naruší chemickou rovnováhu prvků na povrchu zrnek prachu, což někdy může oslabit vazbu atomů kyslíku a vodíku v silikátech. K uvolněným atomům kyslíku a vodíku se ještě přidávají vodíkové ionty, tj. protony, ze slunečního větru a dohromady skládají molekuly vody.
O možném vzniku vody na kosmickém prachu omývaném slunečním větrem jsme již nějakou dobu věděli. Dosavadní výzkum ale přinášel rozporuplné výsledky. Dotyčné reakce se odehrávají ve velmi malých měřítcích a není snadné se jim dostat pod kůži. Až zcela nedávno v tomto směru zaznamenal významný úspěch tým Johna Bradleyho z americké Lawrence Livermore National Laboratory. Vědci použili vysoce citlivou spektroskopii energetických ztrát elektronů (EELS), která má natolik vysoké rozlišení, že umožňuje studovat složení nepatrných množství materiálu, jaká se vejdou do šrámů na kosmickém prachu. Nejprve si nasbírali skutečný kosmický prach ve stratosféře a po analýze jeho zrn o velikosti 5 až 25 mikrometrů v něm potvrdili existenci miniaturních dutin a kapes plných vody. Vznik vody ve šrámech na kosmickém prachu poté ověřili i experimentálně.
Bradley a spol. se snažili co nejvíc přiblížit podmínkám, jaké panují ve vesmíru. Použili silikáty, které známe z analýzy kosmického prachu, konkrétně olivíny, klinopyroxeny a anortity. Vzorky těchto silikátů pak v napínavých experimentech bombardovali proudem iontů vodíku a helia, které zase představují hlavní složky slunečního větru. Výzkumníkům se podařilo opakovaně nalézt nově vytvořené molekuly vody, ovšem jen při vystavení vzorků působení vodíku. Sprška helia neměla na tvorbu molekul vody žádný nápadný vliv.
Co tohle všechno znamená pro původ života a vznik vody, která je k tomu nezbytně nutná? Zdá se, že mohutný proud slunečního větru po miliardy let vytváří molekuly vody na částicích kosmického prachu, na Měsíci a možná i na asteroidech. Pro Martina McCoustru z Heriot-Wattovy university v Edinburghu to nebylo nijak zvlášť velké překvapení. Zároveň ale připouští, že Bradleyho týmu povedlo prokázat, že tento proces skutečně funguje a že mohl by být důležitým zdrojem vody ve Sluneční soustavě. Není tedy vyloučeno, že by pozemská voda mohla pocházet nejen z vody asteroidů či komet, ale i z vody v kosmickém prachu. Bradleyho výzkum nepochybně ovlivní i hledání života na cizích světech. Podle Freda Cieslaly z Chicagské univerzity v Illinois je teď jasné, že voda, stejně jako organické látky, nejsou ve vesmíru nijak vzácné. A to je pro astrobiology, pátrající po cizím životu, skvělá zpráva.
Literatura
The Conversation 21. 1. 2014, NewScientist 20. 1. 2014, PNAS 16. 1. 2014, Wikipedia (Cosmic dust, Solar wind, Electron energy loss spectroscopy).
Čerpali jsme tolik podzemní vody, že to posunulo rotaci planety
Autor: Stanislav Mihulka (16.06.2023)
Vědci potvrdili kapalnou vodu v raném období Země
Autor: Miroslava Hromadová (31.08.2005)
Diskuze:
silikáty s vazbou -SiO-H v prachu
Stanislav Kaštánek,2014-01-26 23:05:51
Nikoli, je to odkaz na tého Bradleye, jako zde nahoře v článku Osla.
Opět se se mi nezkopírovala část, takže pokračování podle novinek: >>Částice prachu jsou tvořeny křemičitany (silikáty) - sloučeninami tvořenými křemíkem, kyslíkem, vodíkem a několika kovovými prvky. Erozi pak podléhají nejrychleji okraje těchto částic a dochází při ní k jejich chemické modifikaci. Při dopadu slunečního větru, který obsahuje vysoký podíl vodíku, může za určitých podmínek dojít k narušení vazby mezi vodíkem a kyslíkem v částicích a jejímu přetvoření. >Energie uvolněná při zásahu částice slunečního větru naruší chemickou rovnováhu prvků na povrchu zrnek prachu, což někdy může oslabit vazbu atomů kyslíku a vodíku v silikátech. K uvolněným atomům kyslíku a vodíku se ještě přidávají vodíkové ionty, tj. protony, ze slunečního větru a dohromady skládají molekuly vody.
Jc Bill,2014-01-26 23:49:14
A kdo myslíte že opisovat od koho? Tento článek od Novinek nebo novinky z tohoto článku? Je to stejně závažná otázka, jako jestli byl Marx největší myslitel, protože to o sobě napsal, nebo jestli blízkovýchodní tesař musel zemřít kvůli inherentní lidské hříšnosti, protože církev nedokázala přijít s lepším vysvětlením. Ze zdrojů, ze kterých mohl tento článek čerpat jasně plyne, že vazby 0-H se bombardováním příslušného materiálu na jeho povrchu tvoří, nikoliv "narušují".
Jc Bill,2014-01-26 23:55:07
K jedné malé chybě navíc novináři přidali celou novou mytologii: "přinášejí na Zemi vodu". Co si nemůžou noviny dovolit uvádět, kolik to zhruba je vody.
vznik H-O-H z vazby Si-O-H
Stanislav Kaštánek,2014-01-27 10:19:37
článek zde na osel.cz, :>>Energie uvolněná při zásahu částice slunečního větru naruší chemickou rovnováhu prvků na povrchu zrnek prachu, což někdy může oslabit vazbu atomů kyslíku a vodíku v silikátech. K uvolněným atomům kyslíku a vodíku se ještě přidávají vodíkové ionty, tj. protony, ze slunečního větru a dohromady skládají molekuly vody.
Jc Bill,2014-01-27 11:43:31
Ano, to je přesně ta zmatečná část. Očividně nekriticky převzatá z http://phys.org/news/2014-01-solar-space-source-laboratory.html
vazby -Si-O-H v původním textu jsou
Stanislav Kaštánek,2014-01-27 12:19:44
http://phys.org/news/2014-01-solar-space-source-laboratory.html#jCp
>>Tyto prachové částice jsou obvykle z křemičitanů - sloučenin křemíku, kyslíku, vodíku a několika kovových prvků... .Výsledkem jsou chemické modifikace povrchu částice, způsobené vysokými dopady energie a kontinuální bombardování slunečního větru.
Úprava vede k nerovnováze v chemické struktuře částic, někdy uvolnění vazeb kyslíku a vodíku na křemičitany. .. existuje šance, že voda může být vytvořen někde v těchto dutinách.
Jc Bill,2014-01-27 18:43:11
Já jsem to četl. Četl jsem i to, z čeho phys.org čerpal. Na počátku všeho je kus křemičitanu bez vodíku a mechanické rozrušování krystalové mřížky. A fundamentálním dějem při vzniku vody je zrušení vazby Si-O, např. při dramatickém vzniku sorosilikátu, nebo prostě kvůli přítomnosti sdostatku protonů kolem nechráněných kyslíků. Hydroxyly v tomto případě lze brát jako prostý meziprodukt, neboť protonů bylo zajištěno přehršel.
Ano máte pravdu, jde o rozbití vazby Si-O
Stanislav Kaštánek,2014-01-27 19:09:09
http://phys.org/news/2014-01-space-compounds.html
Ano. Omlouvám se za zmatky, které plynou mimo jiné z toho, že sytém mi dovolí vykopírovat z poznámkového bloku asi 3 řádky a zbytek bez varování nedá do diskuze, což nejspíš nastane opět. Podle tohoto zdroje z 24.1.2014 je to jak píšete, bombardování ionty dává kyslík více k dispozici pro reakci s vodíkem ( spíše protonem slunečního větru), což vede ke vzniku vody...Tyto suroviny z prachu a vodíkových iontů od své mateřské hvězdy by umožnilo proces se stane v téměř každém planetárním systému.
Jc Bill-vzájemná rychlost a soudržnost masy ledu
Jaroslav Mrázek,2014-01-24 13:30:55
Jinak samozřejmě kinetická energie .......
J Mrázek-dostatečně pomalá a sněhová koule
Jc Bill,2014-01-24 13:43:14
Kde by se v těchto končinách sluneční soustavy ....... vzala?
Jc Bill,2014-01-25 01:09:39
Dobře dobře, připusťme tu vzhledem k cestovním rychlostem komet v těchto místech značně nepravděpodobnou možnost, že se nám nějaká šetrně rozpadne přímo před nosem a významná část materiálu bude zachycena. To by potom mohla být především pěkná doba ledová, masivní změny v chemii atmosféry, zkrátka něco, co by se projevilo ve vrtech z ledovce. Proč si radši nenastudujete něco o mýtech o potopě? Biblické líčení ani není původní, vzešlo z Mezopotámie a tamní situace podává o potopách (ne jedné) celkem jasný obrázek. Na jejich hrdinu navíc prší toliko sedm dní a není vyplaven o 5000 metrů výš a tisíc kilometrů jinde, nýbrž je prostě spláchnut do Perského zálivu.
Podle wikipedie...
Jc Bill,2014-01-24 09:13:29
ve zmíněných sili... křemičitanech vodík opravdu není.
Ke druhému příspěvku toliko, že takový kus vodního ledu na kolizní dráze by se projevil poněkud jinak než 40 dny dešťů.
Neměli bychom se bát kosmických H2O planetek?
Jaroslav Mrázek,2014-01-24 09:02:30
Pár set, nebo tisíc km3 ledu-vody , křižujících dráhu Země by dalo možnost vzniku dalšíchm pověstí o potopě světa .....nestalo se to už,náhodou ?
Drobna korekce ?
Josef Jindra,2014-01-24 08:59:30
Asi by melo spravne byt ze energie slunecniho vetru oslabi vazbu kysliku a kremiku v silikatech, vodiku tam asi mnoho nebude. Voda by potom vznikala reakci uvolneneho kysliku s vodikovymi ionty ze slunecniho vetru - cemuz nasvedcuje i to ze pri pouziti iontu helia nic nevznika.
voda v minerálech
Stanislav Kaštánek,2014-01-24 23:32:31
http://en.wikipedia.org/wiki/Wadsleyite :
>>Wadsleyite je vysokotlaký polymorf z olivínu.. V důsledku toho může být vysoká koncentrace vodíkových atomů v minerálu. Vodnatý wadsleyite je považován za potenciální místo pro skladování vody v zemském plášti ....v důsledku toho jsou tyto oxidy hydratovány snadno
voda v minerálech (kus se mi nezkopíroval)
Stanislav Kaštánek,2014-01-24 23:42:30
Jestliže voda vzniká atakováním vodíkem na kyslíkové vazby v silikátech typu olivín, pak je otázka, proč v kosmickém prachu ta voda není vázána v hydratovaném minerálu. Potřebný vysoký tlak a teplota může vzniknout nárazem. V kosmickém olivínu vázaná voda není ani dutiny s ní, ale v laboratoři vzniká voda v dutinách po srážkách. Takže pozemské podmínky laboratoře jsou jiné jak v kosmu. Hydratovaný minerál zjednodušeně vezmu typu kaolinitu (Al2O3.2SiO2.2H2O) bude odolnější k sublimaci vody do vakua.
Jc Bill,2014-01-25 02:02:24
To se tu ale nějak nemohu dočíst, zda v pokusu použitým olivínem byl wadsleyit, který prý vzniká kosmickými srážkami. Je to málo pravděpodobné, byť by byl zjevně pro lapání vodíku velmi vhodný. Původní otázka byla na vazbu vodík-kyslík silikátech a to není ani případ wadsleyitu. Jestliže voda vzniká v kosmu bombardováním povrchu, tak se není ale vůbec čemu divit, že není vázána v materiálu.
vodík vázaný v kosmickém prachu?
Stanislav Kaštánek,2014-01-26 21:26:58
Podle novinek.cz, tak ano. http://www.novinky.cz/veda-skoly/325666-slunecni-vitr-a-kosmicky-prach-prinaseji-na-zemi-vodu.html
podle Johna Bradleye z Národní kalifornské laboratoře, pocházejí ze stratosféry. Studie o jejich analýze vyšla v časopise Proceedings of the National Academy of Sciences.
>>Částice prachu jsou tvořeny křemičitany (silikáty) - sloučeninami tvořenými křemíkem, kyslíkem, vodíkem a několika kovovými prvky... Při dopadu slunečního větru, který obsahuje vysoký podíl vodíku, může za určitých podmínek dojít k narušení vazby mezi vodíkem a kyslíkem v částicích a jejímu přetvoření.
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
