Jacob Hoover
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Wenn ein Asteroid mit 18.000 km / h auf die Erde prallt, wie viel Wasser dieses Asteroidenbestandteils bleibt in den Trümmern zurück und wie viel kocht in der intensiven Hitze der Kollision weg?
Wissenschaftler der Brown University wollten es herausfinden. Also taten sie, was jeder von uns tun würde, und bauten eine Asteroidenkanone für den Innenbereich - mit viel Hilfe der NASA.
Die resultierende Studie, die am 25. April in der Zeitschrift Science Advances veröffentlicht wurde, mag lächerlich (oder lächerlich großartig) klingen, zielt jedoch darauf ab, einige der hartnäckigsten Fragen in der Wissenschaft der Planetenbildung zu beantworten. Wie haben ursprünglich knochentrockene Planeten in den frühesten Tagen des Sonnensystems ihr Wasser bekommen? Warum wurden im Mantel des ausgetrockneten Erdmondes oder in der Nähe des massiven Tycho-Mondkraters Wasserspuren entdeckt? Können alte Asteroiden auf Kohlenstoffbasis als transgalaktischer Taxidienst fungieren und kleine Wasserbecken von einem Teil des Kosmos zum anderen transportieren? [Wenn der Weltraum angreift: Die 6 verrücktesten Meteoriteneinschläge]
Wenn diese letztere Theorie wahr ist, ist die Mathematik nicht auf ihrer Seite. "Aufprallmodelle sagen uns, dass [Asteroiden] sich bei vielen der im Sonnensystem üblichen Aufprallgeschwindigkeiten vollständig entfalten sollten, was bedeutet, dass das gesamte Wasser, das sie enthalten, nur in der Hitze des Aufpralls abkocht", so der Co-Autor der Studie, Peter Schultz, Professor in Browns Department of Earth, Environmental and Planetary Sciences, sagte in einer Erklärung. "Aber die Natur ist tendenziell interessanter als unsere Modelle, weshalb wir Experimente durchführen müssen."
Und für dieses Experiment brauchten Schultz und seine Kollegen eine Asteroidenkanone. Daher hat das Team die Hilfe der Vertical Gun Range der NASA im Ames Research Center in Kalifornien in Anspruch genommen - einer ballistischen Indoor-Anlage, die während des Apollo-Programms in den 60er Jahren gebaut wurde, um kosmische Hochgeschwindigkeitskollisionen in kleinem, gemütlichem Maßstab zu simulieren.
Ohne echte Asteroiden verwendete das Team marmorgroße Antigoritzylinder - ein grünes Mineral, das in der ozeanischen Kruste häufig vorkommt und durchschnittlich 13 Gewichtsprozent Wasser enthält - als Projektile. Für ihr Ziel verwendeten sie ein Tablett aus trockenem, pulverisiertem Bimsstein, um die lose Schicht staubiger Mineralien darzustellen, die das Grundgestein der Erde bedeckten. Unter dem Tablett befestigten sie einen mit Kunststoff ausgekleideten Brunnen, um die explosiven Trümmer einzufangen, die bei ihren vom Menschen verursachten Asteroideneinschlägen freigesetzt wurden.
In mehreren Versuchen haben die Forscher den gefälschten Asteroiden mit einer Geschwindigkeit von mehr als 11.200 Meilen pro Stunde in die gefälschte Erde gesprengt, eine Geschwindigkeit, die "mit der mittleren Aufprallgeschwindigkeit" im Asteroidengürtel vergleichbar ist, schrieben die Forscher. Beim Aufprall schmolz ein Teil des Gesteins und verfestigte sich dann schnell wieder zu Glas. Andere Antigoritstücke verschmolzen mit dem Pulver zu Brekzien - gezackten Collagen von Trümmern, die während der Hitze des Aufpralls zusammengeklebt wurden.
Als die Forscher diese Trümmer auf Wasser analysierten, stellten sie fest, dass weit mehr möglich war, als ihre Modelle angegeben hatten: Bis zu 30 Prozent des Wassers des "Asteroiden" blieben in den Aufprallprodukten eingeschlossen. Mit anderen Worten, die Theorie, dass Asteroiden als intergalaktischer H20-Lieferservice dienen können, scheint Wasser zu halten.
"Diese neuen Experimente eröffnen die Möglichkeit, dass wachsende terrestrische Planeten während des Wachstums Wasser in ihrem Inneren einfangen", schrieben die Forscher. "Und es zeigt, warum Experimente so wichtig sind", fügte Shultz hinzu, "weil dies etwas ist, was Modelle übersehen haben."
Mit anderen Worten: Bitte - lassen Sie Wissenschaftler ihre Kanonen haben.