Skąd na Ziemi wzięła się woda? Astrofizyk ma prostą teorię
Prawdopodobnie nie raz słyszeliście, że początkowo Ziemia była suchą i rozgrzaną do czerwoności planetą. Woda pojawiła się na niej dzięki lodowym asteroidom, które mogły być wybite w kierunku planety z dwóch pasów asteroid znajdujących się w Układzie Słonecznym. Zespół naukowców zaproponował, że dostawa wody na Ziemię mogła odbywać się w sposób bardziej naturalny i mniej dramatyczny.
Badania najstarszych skał wskazują, że woda w stanie ciekłym istniała na Ziemi już 100 milionów lat po uformowaniu się Słońca. W geologicznej, czy astronomicznej skali czasu to jak pstryknięcie palcem, mrugnięcie okiem. Natychmiast. Ta woda od 4,5 mld lat jest nieustannie odnawiana poprzez cykl wodny.
Jak woda pojawiła się na Ziemi? Hipoteza lodowych komet
Geolodzy, astrofizycy od wielu lat zmagają się z pytaniem, jak woda pojawiła się na młodej Ziemi. Jedna z wcześniejszych hipotez sugerowała, że pojawiła się ona jako produkt uboczny formowania się planety. Precyzyjniej, była uwalniana w postaci pary przez magmę podczas licznych erupcji wulkanicznych na rozgrzanej jeszcze planecie.
Wodę na Ziemię miały dostarczać lodowe komety powstałe w odległych obszarach Układu Słonecznego. Jako potencjalni przodkowie ziemskiej wody były również proponowane asteroidy znajdujące się w pasie między Marsem a Jowiszem. Dysponując próbkami meteorytów, naukowcy przeanalizowali stosunek D/H, tj. proporcję ciężkiego wodoru (deuteru) do zwykłego wodoru. Naukowcy odkryli, że woda na Ziemi jest bardziej zbliżona do wody na asteroidach "węglowych", które noszą ślady dawnej wody. To przesunęło nacisk badań na te asteroidy.
Wszystkie te scenariusze mają jeden punkt wspólny, konieczna była siła, która wytrąciła liczne obiekty w kierunku Ziemi. Cały proces, niczym na stole bilardowym, sugeruje burzliwą historię Układu Słonecznego. Quentin Kral, astrofizyk z Sorbonne Université przyznaje, że formowanie się planet wiązało się ze znacznymi wstrząsami i zderzeniami. Ale możliwe jest, że dostawa wody odbywała się w mniej spektakularny sposób.
Jak na Ziemi pojawiła się woda? Astrofizyk ma prostszą hipotezę
Dr Quentin Kral w artykule opublikowanym na The Conversation wyjaśnia, że woda mogła dotrzeć na Ziemię dzięki swego rodzaju kąpieli. Podobnie jak na Marsa i inne planety Ziemskie. Co jednak najważniejsze, wszystkie puzzle pasują do układanki, modele dają spójny obraz.
Wszystko zaczęło się, gdy po utworzeniu Słońca istniał dysk protoplanetarny, z którego formowały się ciała niebieskie Układu Słonecznego. Po uformowaniu się planet, za orbitą Marsa pozostał pas lodowych planetoid. Nagrzewanie ich przez Słońce doprowadziło do sublimacji. Ciśnienie bliskie zeru w przestrzeni kosmicznej zachowało wodę w postaci pary. Dzięki złożonym procesom dynamicznym zaczęła się ona przesuwać wewnątrz dysku ograniczonego planetami, tj. w stronę Słońca. Napotykała przy tym wewnętrzne planety, zanurzając je w swego rodzaju „kąpieli”. W ten sposób nawodniona zostałaby nie tylko Ziemi, ale także Mars, Wenus i Merkury. Większość tej wody została wychwycona 20 do 30 milionów lat po uformowaniu się Słońca, w okresie, gdy jasność Słońca dramatycznie wzrosła w krótkim okresie czasu, zwiększając tempo odgazowywania asteroid.
Grafika poniżej: Ilustracja krok po kroku nowego modelu dystrybucji wody na wewnętrznych planetach Układu Słonecznego, w tym na Ziemi. Pięć milionów lat po narodzinach Słońca asteroidy w głównym pasie uwalniają parę wodną z powodu energii słonecznej. Ta para stopniowo rozprzestrzenia się w wewnętrznym Układzie Słonecznym, ostatecznie otaczając planety, które przechwytują jej część, tworząc oceany między 10 a 100 milionami lat później.
Mechanizm ochronny Ziemi zapewnił, że woda nie uciekła w przestrzeń kosmiczną, a została w atmosferze. Gry parowała, po osiągnięciu odpowiedniej wysokości skraplała się i opadała w postaci deszczu. Stworzony przez naukowców model uwzględnia ilość wody niezbędną do utworzenia się oceanów, jezior, rzek, a nawet wody znajdującej się głęboko pod ziemią. Zgadzają się również pomiary stosunku D/H wody oceanicznej. Teoria związana jest z ostatnimi obserwacjami wykonanymi przy użyciu ALMA – sieci radioteleskopów składających się z ponad 60 anten w Chile. Dane z misji Hayabusa 2 i OSIRIS-REx, które badały planetoidy podobne do tych, które mogły przyczynić się do powstania pierwotnego dysku pary wodnej, dostarczyły kluczowego potwierdzenia.
Teraz astrofizycy chcą przetestować swoją teorię, czyli poszukać w przestrzeni kosmicznej innych dysków pary wodnej. Według ich obliczeń powinny być wykrywalne przez ALMA.
Źródło: The Conversation
***
Bądź na bieżąco i zostań jednym z 88 tys. obserwujących nasz fanpage - polub Geekweek na Facebooku i komentuj tam nasze artykuły!
