;
Кейсы 8 декабря 2021

Вода на Земле появилась не из тучи: как на нашу планету попала самая важная жидкость

Далее

Почти 70% Земли покрыто водой — эта жидкость играет огромную роль в развитии и поддержании жизни. Но не до конца понятно, как именно она появилась на планете. За время изучения этой темы исследователи приходили к совершенно разным теориям о происхождении воды, поэтому «Хайтек» сделал подборку самых популярных теорий.

Прилетела на метеорите, появилась после Большого взрыва или была с нами всегда — вода теоретически добиралась до Земли разными путями. Разбираемся, каким способом она могла попасть на нашу планету много лет назад.

Вода была на Земле изначально

В 2015 году исследователи из Университета Глазго изучили древнейшие породы Земли с канадского острова в Арктике и выяснили, что вода существовала на поверхности нашей планеты всегда.

Исследователи изучали фрагменты земли с инклюзиями — это маленькие кристаллические образования из тугоплавких пород, сформировавшиеся на заре жизни Солнечной системы, примерно 4,5-4,4 млрд лет назад. Это значит, что они никогда не покидали недр Земли и не перемешивались с другими породами и, соответственно, содержат в себе первичную материю нашей планеты.

Во время анализа исследователи нашли в молекулах воды мало атомов дейтерия, тяжелого водорода. Это значит, что жидкость попала на Землю не после того, как она сформировалась и охладилась, а вместе с пылью, из которой была образована наша планета. Большая часть воды в этой пыли испарилась, но ее остатков хватило для формирования океанов.

В 2015 году исследователи из университета Глазго изучили древнейшие породы Земли с канадского острова в Арктике и выяснили, что вода существовала на поверхности нашей планеты всегда.

Попала на Землю на метеорите, упавшем на Землю

Теория состоит в том, что воду на Землю занесли метеориты, существовала давно, но была проблема в недостатке доказательств. Ее суть — изначально наша планета была сухой, а потом на нее начали падать кометы и астероиды, содержащие воду. Эти тела называют углеродистыми хондритами — они богаты водными минералами.

Но была проблема — химический состав хондритов не совпадает с составом горных комплексов Земли. Также хондриты, образованные во внешней части Солнечной системы, с небольшой вероятностью могли попасть на нашу планету.

Есть другая группа метеоритов — энстатитовые хондриты — она гораздо ближе по химическому составу к земным породам, а также включает в себя аналогичные изотопы (типы) кислорода, титана и кальция. Именно они могли составлять внешнюю часть Земли и других планет. Но и тут есть проблема — эти небесные тела образовались недалеко от Солнца, поэтому не могли быть богаты водой.

Чтобы выяснить внеземные механизмы образования воды, исследователи из Center de Recherches Petrographiques et Geochimiques применили масс-спектрометрию и изучили количественное содержание водорода в 13 энстатитовых хондритах. Они выяснили, что в этом материале содержится достаточное количество водорода, которое в общей сложности в три раза больше объема всех земных океанов. Кроме этого, их изотопный состав совпадает с 95% воды на Земле.

Теория состоит в том, что воду на Землю занесли метеориты, существовала давно, но была проблема в недостатке доказательств. Ее суть — изначально наша планета была сухой, а потом на нее начали падать кометы и астероиды, содержащие воду.

Вода могла появиться после Большого взрыва

Возраст водорода можно сравнить с возрастом Вселенной: его атомы появились, как только окружающая температура впервые упала настолько, что смогли существовать протоны и электроны. С тех пор водород уже 14,5 млрд лет остается самым распространенным элементом Вселенной и по массе, и по числу атомов. Облака газа, состоящие в основном из водорода, заполняют весь космос.

В 2011 году астрономы нашли зарождающуюся звезду, которая выбрасывает из себя гигантские объемы воды на огромной скорости. Они полагают, что этот процесс может происходить со многими аналогичными телами. Объект нашли в созвездии Персея, его название — L1448-MM. Вода выбрасывается порциями со скоростью 50 км/сек. Этот процесс порождает ударную волну, которую регистрируют телескопы.

Возраст водорода можно сравнить с возрастом Вселенной: его атомы появились, как только окружающая температура впервые упала настолько, что смогли существовать протоны и электроны. С тех пор водород уже 14,5 млрд лет остается самым распространенным элементом Вселенной и по массе, и по числу атомов. Облака газа, состоящие в основном из водорода, заполняют весь космос.

Звезды содержат огромное количество воды

В 2015 году примерно в 12 млрд световых лет от нашей планеты исследователи обнаружили квазар APM 08279+5255 с черной дырой, окруженный крупнейшим запасом воды, который когда-либо находили астрономы. Объем жидкости в 140 трлн раз больше, чем тот, что содержится на Земле.

Это открытие — еще одно доказательство наличия огромных запасов воды во Вселенной, причем не только на планетах. Эти запасы появились на самой заре существования — возраст найденного образования оценивается в 1,6 млрд лет.

Вода есть и вокруг звезд

Еще есть вода, которая находилась в порождающем звезду облаке газа. Она переходит в вещество протопланетного диска и объектов, которые формируются из него, — планет и астероидов. На исходе жизни звезды взрываются и на их месте остаются туманности, в которых появляются новые звезды.

Где еще есть вода?

  • Марс. Астрономы нашли неопровержимые доказательства наличия жидкой воды.
  • Ганимед. В 2021 году Астрономы с помощью «Хаббла» впервые обнаружили следы воды на крупнейшем спутнике Юпитера Ганимеде.
  • Энцелад. Американские ученые пришли к выводу, что на спутнике Сатурна, который, как считается, имеет подледный океан, могут существовать течения, подобные земным.
  • Титан. Он является аналогом очень ранней Земли. На Титане так холодно, что вся вода заморожена — озера и моря состоят из жидкого метана и этана.
  • Каллисто. Океан находится под десятикилометровым слоем льда.

Однозначного ответа на то, откуда на Земле появилась вода, нет. Пока астрономы изучают все теории ее массового появления на нашей планете, так как путей распространения огромное множество. Но уже известно наверняка, что это не уникальная жидкость, она встречается на совершенно разных небесных телах, поэтому, вероятно, это был многоступенчатый процесс.

Читать далее

Ученые выяснили, как выживает самый большой гриб в мире. Он весит больше 35 000 тонн

В Китае использовали ИИ, чтобы улучшить технику. Так появился самый мощный пистолет Гаусса

Это был удар молнии, а Дарвин — неправ: странные теории о происхождении жизни на Земле