Vatten finns rikligt i solsystemet. Även bortom jorden, forskare har upptäckt is på månen, i Saturnus ringar och i kometer, flytande vatten på Mars och under ytan av Saturnus måne Enceladus, och spår av vattenånga i den brännande atmosfären på Venus. Studier har visat att vatten spelade en viktig roll i den tidiga evolutionen och bildandet av solsystemet. För att lära dig mer om denna roll, planetforskare har letat efter bevis på flytande vatten i utomjordiska material som meteoriter, varav de flesta härstammar från asteroider som bildades i solsystemets tidiga historia.

Forskare har till och med hittat vatten som hydroxyler och molekyler i meteoriter i samband med vattenhaltiga mineraler, som i grunden är fasta ämnen med lite joniskt eller molekylärt vatten inkorporerat i dem. Dr Akira Tsuchiyama, Gästforskarprofessor vid Ritsumeikan University, säger, "Forskare förväntar sig vidare att flytande vatten ska finnas kvar som flytande inneslutningar i mineraler som faller ut i vattenhaltig vätska" (eller, för att uttrycka sig enkelt, bildas av vattendroppar som innehöll olika andra saker lösta inuti dem). Forskare har hittat sådana flytande vatteninneslutningar inuti saltkristaller som ligger inom en klass av meteoriter som kallas vanliga kondriter, som representerar den stora majoriteten av alla meteoriter som finns på jorden även om saltet faktiskt härstammar från andra, mer primitiva överordnade objekt.

Prof. Tsuchiyama och hans kollegor ville veta om flytande vatteninneslutningar finns i en form av kalciumkarbonat som kallas kalcit inom en klass av meteoriter som kallas "kolhaltiga kondriter, " som kommer från asteroider som bildades mycket tidigt i solsystemets historia. De undersökte därför prover av Sutter's Mill-meteoriten, en kolhaltig kondrit med ursprung i en asteroid som bildades för 4,6 miljarder år sedan. Resultaten av deras undersökning, ledd av prof. Tsuchiyama, visas i en artikel som nyligen publicerats i den prestigefyllda tidskriften Vetenskapens framsteg .

Forskarna använde avancerade mikroskopitekniker för att undersöka meteoritfragmenten från Sutter's Mill, och de hittade en kalcitkristall innehållande en vattenhaltig vätskeinneslutning i nanoskala som innehåller minst 15 % koldioxid. Detta fynd bekräftar att kalcitkristaller i forntida kolhaltiga kondriter verkligen inte bara kan innehålla flytande vatten, men även koldioxid.

Närvaron av inneslutningar av flytande vatten i Sutter's Mill-meteoriten har intressanta konsekvenser när det gäller ursprunget till meteoritens moderasteroid och solsystemets tidiga historia. Inneslutningarna uppstod troligen på grund av att moderasteroiden bildades med bitar av fruset vatten och koldioxid inuti den. Detta skulle kräva att asteroiden har bildats i en del av solsystemet som är tillräckligt kall för att vatten och koldioxid ska frysa, och dessa förhållanden skulle placera bildningsplatsen långt utanför jordens omloppsbana, troligen bortom ens Jupiters omloppsbana. Asteroiden ska sedan ha transporterats till solsystemets inre regioner där fragment senare kunde kollidera med planeten Jorden. Detta antagande överensstämmer med nyare teoretiska studier av solsystemets evolution som tyder på att asteroider rika på små, flyktiga molekyler som vatten och koldioxid bildades bortom Jupiters bana innan de transporterades till områden närmare solen. Den mest troliga orsaken till asteroidens transport till det inre solsystemet skulle vara gravitationseffekterna av planeten Jupiter och dess migration.

Sammanfattningsvis, upptäckten av vatteninneslutningar i en kolhaltig kondritmeteorit från solsystemets tidiga historia är en viktig prestation för planetvetenskapen. Prof. Tsuchiyama noterar stolt, "Denna prestation visar att vårt team kunde upptäcka en liten vätska instängd i ett mineral för 4,6 miljarder år sedan."

Genom att ta kemiska ögonblicksbilder av en gammal meteorits innehåll, hans teams arbete kan ge viktiga insikter om processer i arbete i solsystemets tidiga historia.