Maapallon ilmakehän kaasut eivät ole tulleet maan sisältä

Maapallon ilmakehä ja vesikehä, meret ja järvet, eivät ole peräisin maapallon sisäosista tulleista yhdisteistä vaan merkittävältä osalta nuoreen maapalloon törmänneistä komeetoista. Näin päättelee brittiläis-yhdysvaltalainen tutkijaryhmä, joka vertasi maapallon sisältä purkautuvien kaasujen sisältämiä jalokaasuja, ksenonia ja kryptonia ilmakehän vastaaviin alkuaineisiin. Maapallon sisältä tulevien jalokaasujen isotooppikoostumus muistuttaa enemmän aurinkokunnan alkuajoilta peräisin olevia meteoriitteja kuin maapallon nykyistä ilmakehää.

Maapallo ja muut planeetat ovat muodostuneet aurinkokuntamme keskustähden ympärille jääneistä aineksista. Aluksi aineksista syntyi pieniä hiukkasia ja niistä edelleen isompia kappaleita. Ne törmäilivät ja yhdistyivät kunnes muodostivat lopulta planeetan kokoisia kappaleita, jotka kuumenivat, sulivat ja muuttuivat yhtenäisiksi kappaleiksi, pyöreiksi planeetoiksi. Maapallon ja muiden kivisten planeettojen pinta jäähtyi ja muuttui kovaksi kivikerrokseksi.

Varmaa käsitystä siitä miten esimerkiksi maapallon pinnalle syntyi vesikerros ja kaasukehä, ei kuitenkaan ole. Yksi teoria on että huomattava osa maapallon vedestä on peräisin jäätä sisältäneistä komeetoista, jotka ovat törmänneet nuoreen, kivettyneeseen maapalloon. Tulivuoria maapallolla on ollut aina ja ne syöksevät maan sisältä valtavia määriä aineksia ilmaan. Luonteva ajatus on siten että ainakin ilmakehän kaasuista merkittävä osa olisi peräisin näistä purkauksista.

Manchesterin ja Houstonin yliopistoissa tehdyssä tutkimuksessa analysoitiin Yhdysvalloissa sijaitsevasta Bravo Dome-kaasukentästä purkautuvien kaasujen koostumusta, erityisesti raskaita jalokaasuja ksenonia ja kryptonia. Ne ovat kemiallisesti erittäin epäaktiivisia joten niiden voi olettaa edustavan alkuperäistä materiaalia.

Jalokaasuja on hyvin vähän mutta uudella, erittäin herkällä massaspektrometrillä pystyttiin määrittämään kryptonin isotooppien 86, 84 ja 82 sekä ksenonisotooppien 124-128 ja 130 suhteet. Eri kohdista otetut näytteet erosivat toisistaan mutta ero ilmakehän vastaaviin suhteisiin oli selvä.
Maan sisältä tulleessa kaasussa on "liikaa" raskaita ksenonisotooppeja ilmakehään verrattuna. Isotooppisuhteet muistuttavat enemmän aurinkokunnan ikäisten hiilikondriittimeteoriittien isotooppisuhteita. Parhaana selityksenä tutkijat pitävät jo kivettyneeseen maapalloon törmänneitä komeettoja jäälasteineen.

(YLE tiede, Science)