Хотя теории о происхождении воды все еще остаются предметом дискуссий, исследования ранней Солнечной системы показали, что вода старше самого Солнца. Но сколько лет воде и как она ёпопала на Землю?
Солнцу, возраст которого составляет 4,6 миллиарда лет, предшествует всем другим телам в нашей Солнечной системе. Но оказывается, что большая часть воды, в которой мы плаваем и пьем здесь, на Земле, еще старше. До половины воды, которая сейчас находится на Земле, была унаследована от обильного запаса межзвездного льда во время формирования нашего Солнца. Это означает, что влажность нашей Солнечной системы не была результатом местных условий в протопланетном диске, а скорее закономерной особенностью формирования планет, что вселяет надежду на то, что жизнь действительно может существовать где-то еще во Вселенной.
Откуда взялась вода на Земле?
Вода сквозь время: лед из родительского молекулярного облака включается в формирующие планеты диски вокруг молодых звезд и, в конечном итоге, в сами планеты.
Происхождение воды на Земле уже давно является предметом научных исследований и дискуссий. Первоначально ученые верили в астероидную теорию. Однако недавние исследования показывают, что вода на Земле могла возникнуть из солнечной туманности.
Теория астероидов
Многие ученые считали, что астероиды, несущие в своих минералах воду, принесли воду на Землю. Эта теория была поддержана идеей о том, что содержание тяжелой воды на астероидах более точно соответствует нынешнему содержанию воды на Земле.
Теория кометы
Какое-то время кометы также считались возможным источником воды на Земле. Эта теория возникла, когда европейский космический корабль «Джотто» наблюдал комету Галлея и ее высокое содержание тяжелой воды. Однако дальнейшие исследования показали, что содержание тяжелой воды в большинстве комет слишком велико по сравнению с земным, что привело к сомнениям в их роли в доставке воды на нашу планету.
Теория солнечной туманности
Астроном Карен Мич и ее коллеги сосредоточились на изучении воды в мантии Земли. Они изучали образцы из таких мест, как Баффинов остров, где доступна глубокая мантия Земли. Эти исследования включали анализ соотношения дейтерия и водорода (D/H) в образцах, чтобы понять происхождение земной воды.
В образцах было примерно на 25 процентов меньше тяжелой воды, чем в обычной воде, что позволяет предположить, что углеродистые хондриты (класс метеоритов) не могут быть основным источником воды на Земле. Эти результаты позволяют предположить, что вода на Земле могла возникнуть из солнечной туманности — облака газа и пыли, из которого сформировались Солнце и планеты.
Каков возраст воды?
Возраст воды на Земле составляет около 4,5 миллиардов лет — столько же лет, сколько и сама Солнечная система.
По мере формирования Солнечной системы эта вода проходила циклы превращения в газ, а затем обратно в лед, в конечном итоге становясь частью таких планет, как Земля, а также астероидов и комет. Тот факт, что мы находим особый вид воды, известный как тяжелая вода, как на Земле, так и в этих космических объектах, говорит нам о том, что большая часть нашей воды возникла в результате этих ранних космических процессов.
Вода на Земле старше Солнца?
Да, вода на Земле старше Солнца. В 2014 году исследователи определили возраст воды нашей Солнечной системы, сосредоточив внимание на соотношении водорода и дейтерия, называемого «тяжелым водородом», поскольку в нем есть дополнительный нейтрон. Межзвездный лед имеет очень высокое соотношение дейтерия и водорода, поскольку он сформировался при очень низких температурах. Ученые уже знали это, изучая состав комет и астероидов.
Но, что еще больше усложняет ситуацию, уровень дейтерия в воде Солнечной системы также рос с момента образования Солнца. Поэтому, чтобы определить, может ли Солнце в одиночку производить изотоп на сегодняшнем уровне, исследователи построили компьютерную модель, которая, по сути, переводила время вспять, к началу Солнечной системы, и предполагала отсутствие унаследованного дейтерия.
Однако модельная система была неспособна производить такие же высокие соотношения дейтерия и водорода, как в нашей Солнечной системе. Таким образом, по оценкам исследователей, от 30 до 50 процентов воды в нашей Солнечной системе уже было частью древнего молекулярного облака, породившего Солнце и планеты.
Как вода попала на Землю?
Ранее приписывавшаяся астероидам и кометам, недавние исследования показывают, что вода на Земле могла прийти из солнечной туманности. Это согласуется с исследованиями соотношения дейтерия и водорода в мантии Земли.
38 комментариев