Жидкая вода покрывает около 70 процентов поверхности Земли, что делает планету уникальной в Солнечной системе. Но откуда взялась эта вода, было немного загадкой.
Связанный контент
- Алмазы освещают происхождение самых глубоких океанов Земли
- Охотники за космическими скалами собираются вторгнуться в Антарктиду
- Вода на Луне, вероятно, пришла с Земли
В начале своей истории поверхность Земли была настолько горячей, что любая вода испарилась бы в космос. Ученые решили, что все, что находится здесь сегодня, происходит от астероидов или комет, которые позже поразили охлаждающий мир.
Но, возможно, нет. Новый анализ в науке предполагает, что, по крайней мере, некоторая часть текущей влажности Земли происходит из пропитанных водой частиц пыли, захваченных глубоко внутри во время формирования планеты.
Чтобы выяснить, откуда взялась вода Земли, ученые смотрят на соотношение дейтерия и водорода в молекулах H2O. Дейтерий - это изотоп водорода, который содержит протон и нейтрон в своем ядре, в то время как атом водорода имеет только протон.
Соотношение дейтерия и водорода во вселенной было зафиксировано вскоре после Большого взрыва. Но различные процессы могут изменить это соотношение в определенных местах. На Земле водород может быть удален из атмосферы солнечным ветром, а дейтерий может быть добавлен в результате кометных ударов.
«Мы знаем, что Земля в прошлом пострадала от каких-то довольно больших вещей - вам нужно только взглянуть на количество кратеров на Луне, чтобы представить, через что прошла Земля. Некоторые из воздействующих тел могли содержать богатую дейтерием воду », - отмечает Лидия Халлис из Университета Глазго.
Однако любая вода, которая могла бы быть поймана вглубь Земли, не прошла бы через эти процессы. Самое сложное в том, чтобы найти его - из-за нашей строгой тектонической активности большая часть поверхности планеты была переработана в какой-то момент своей истории за 4, 5 миллиарда лет, смешавшись с измененными материалами на поверхности.
Теперь Холлис и его коллеги обнаружили возможные следы древней воды в вулканических породах с острова Баффина, Канады и Исландии. На обоих участках есть лава, которая возникла в одном вулканическом шлейфе, а изотопы гелия и свинца указывают на то, что эти породы являются остатками древней мантии Земли.
Если эти породы действительно не подверглись геологической переработке, то любая вода, пойманная в ловушку внутри, вероятно, сохраняет первоначальное соотношение планеты дейтерий к водороду. После анализа базальтовых пород с добавлением оливина команда обнаружила, что их соотношение было одним из самых низких за всю историю наблюдений.
На иллюстрации изображена скалистая планета, похожая на Землю, которая образуется на диске из остатков звезды от рождения. Такие планеты принимают форму слияния пыли и газа в диске и столкновений с другими примитивными скалистыми телами. (NASA / JPL-Калифорнийский технологический институт) На сегодняшний день кометы не были измерены с таким низким соотношением, говорит Халлис. Подобные соотношения, тем не менее, были обнаружены в некоторых хондритных метеоритах, скалах, оставшихся от образования планет. И ученые из измерений Солнца знают, что исходное соотношение было также низким в закрученном диске пыли и газа, который объединился, чтобы сформировать планеты.
«Кажется, Земля унаследовала свою воду непосредственно от пыли в диске», - говорит Халлис. «Следовательно, вода Земли накапливалась во время формирования планеты, а не добавлялась позже, воздействуя на богатый водой материал».
Некоторые марсианские метеориты - части мантии красной планеты - также могут иметь низкое отношение дейтерия к водороду. Если это так, то «прямое нарастание воды на протосолярные частицы пыли может стать важным механизмом удержания воды в планетарных телах», - говорит она.
Узнайте больше об этом исследовании в Обсерватории Deep Carbon.
