چگونگی پیدایش آب بر زمین
نشانه‌هایی از سیارک‌ها
زمین، بهترین سیاره آبی‌رنگ، همیشه پوشیده از آب نبوده است. حدود 6 /4 میلیارد سال قبل و در سال‌های اولیه منظومه شمسی، تابش‌های پرانرژی خورشیدی باعث شدند مناطق نزدیک پیرامون آن داغ و خشک باشند. بنابراین، زمین که در آن زمان از گردوغبار پوشیده شده بود در واقع در قالب سنگی بزرگ و خشک شکل گرفت. دانشمندان سیاره‌شناس مدت‌ها از خود می‌پرسیدند که زمین چگونه صاحب اقیانوس‌هایش شد.
سیارک‌های کربن‌دار (نوع c) می‌توانند یک منبع احتمالی آب زمین باشند. این سیارک‌ها رایج‌ترین و فراوان‌ترین نوع هستند. اما اینها نمی‌توانند تنها منبع آب باشند زیرا آبی که از سقوط آنها به شکل شهاب به زمین رسیده است از نظر ایزوتوپی با آب زمینی مطابقت ندارد. نشانه ایزوتوپی آب زمینی نسبت به آب معمولی (H2O، ساخته‌شده از اکسیژن و هیدروژن) به آب سنگین (D2O و HDO) است. این دو آب سنگین هر دو حاوی دوتریوم هستند که یک ایزوتوپ هیدروژن است که در هسته خود یک نوترون به همراه پروتونی دارد که ویژگی هر اتم هیدروژن به‌شمار می‌رود. آبی که از سیارک‌های نوع c گرفته شده است در مقایسه با آب زمینی دوتریوم بیشتری دارد.
احتمال دیگر به نوعی ستاره دنباله‌دار مربوط می‌شود که در اصل گلوله‌هایی برفی بوده‌اند که از فضای خارج از منظومه شمسی آمده‌اند. بارشی از این گلوله‌ها چندصد میلیون سال پس از تشکیل زمین می‌تواند عامل خوبی برای انتقال آب باشد اما نمونه‌هایی که فضاپیماها از این دنباله‌دارها گرفتند نشان می‌دهد ویژگی ایزتوپی آنها حتی از نمونه‌های سیارک‌های نوع c هم شباهت کمتری به آب زمینی دارد. بنابراین، آن‌گونه که لوک دیلی دانشمند زمین و سیاره‌شناس دانشگاه گلاسکو بریتانیا بیان می‌کند «ما به چیز دیگری در منظومه شمسی نیاز داریم. نوعی مخزن آب که سبک‌تر باشد و با مطالعات تطابق پیدا کند».
در جست‌وجوی این مخزن آب، تیم دکتر دیلی به تازگی دانه‌هایی از غبار سیلیکاتی را مطالعه کردند که در یکی از ماموریت‌های فضایی از سیارکی به نام ایتوکاوا گرفته شد. این سیارک جرم آسمانی نوع S (سنگی) و با ترکیبی متفاوت با نوع C است. فضاپیمای ژاپنی هایابوسا در سال 2011 این نمونه‌ها را به زمین آورد. دانه‌های سیلیکاتی همزمان با شکل‌گیری زمین ساخته شدند و سپس میلیاردها سال به دور خورشید چرخیدند. گاهی اوقات این دانه‌ها به یکدیگر متصل می‌شدند و سنگ‌های کوچکی را تشکیل می‌دادند که بر روی دیگر سیارک‌ها از جمله ایتوکاوا سقوط و پوششی سنگی ایجاد می‌کردند. اما اکثر دانه‌ها همچنان آزادانه در فضا شناور بودند. در واقع مجموعه‌های آنها را می‌توان در شب‌های تاریک و صاف در هنگام غروب و طلوع خورشید به شکل پرتوهای کمرنگی مشاهده کرد که نور دایره‌‌البروج نام دارد.
دکتر دیلی با استفاده از تکنیک پرتونگاری مقطعی (توموگرافی) کاوش اتم موفق شد ترکیب دانه‌هایی را که در اختیارش بودند اتم به اتم بررسی کند. آن‌گونه که او در مقاله‌اش در نشریه «ستاره‌شناسی طبیعت» توضیح می‌دهد آن ذرات میزان قابل توجهی آب درست زیر سطح خود داشتند. این کشف او را متعجب کرد. نکته گیج‌کننده کشف او نبود دوتریوم بود.
دکتر دیلی در توضیح وجود آب می‌گوید که گردوغبار فضایی در طول میلیاردها سال در معرض بادهای خورشیدی قرار داشت. این بادها جریانی از ذرات باردار (عمدتاً پروتون) هستند که از خورشید به فضا جریان می‌یابند. وقتی بادهای خورشیدی به ذرات غبار فضایی برخورد می‌کنند پروتون‌ها چند نانومتر در سطح آنها فرو می‌روند و ترکیب شیمیایی آنها را تغییر می‌دهند. به ویژه، اگر پروتون یکی از اتم‌های فلزی در شبکه کریستال سیلیکات را بیرون براند احتمال دارد با یک اتم اکسیژن که در نزدیکی قرار دارد پیوند بخورد و یون هیدروکسید (OH-) بسازد. اگر با گذشت میلیاردها سال پروتون دوم به این مجموعه اضافه شود آب بدون دوتریوم تشکیل می‌شود. در نتیجه، به ازای هر مترمکعب سنگ، در این نمونه‌ها حداقل معادل 20 لیتر آب وجود دارد.
دکتر دیلی پس از انجام محاسبات به این نتیجه می‌رسد که نیمی از آب کره زمین از سیارک‌های نوع C و دنباله‌دارها آمده است. مابقی آب‌ها که دوتریوم آب اول را رقیق می‌کنند محصول دانه‌هایی از غبار فضایی هستند که باد خورشیدی به آنها وزیده است. این دانه‌ها در طول تاریخ سیاره زمین وارد جو زمین شده و آتش گرفته و در این فرآیند آب موجود در خود را به سطح سیاره زمین رسانده‌اند.
علاوه بر این، یافته‌های مطالعه می‌گویند که آب می‌تواند در هر جایی از منظومه شمسی که بادهای خورشیدی به آن می‌رسند جمع شود و به عنوان مثال بر سطح ماه و سیارک‌ها قرار گیرد. اینها خبرهای خوبی برای کاوشگران فضا هستند. گردوغبارهایی که باد خورشید خورده‌اند می‌توانند در این مکان‌ها منابع تامین آب برای فضانوردان باشند.
