2879
Вода на Землі могла з’явитися не лише завдяки кометам і метеоритам, які доставляли її з космосу. Нове дослідження свідчить, що значна частина води могла утворитися безпосередньо під час формування планети внаслідок хімічних реакцій між кам’янистими частинками та багатою на водень атмосферою молодої Землі.
Як утворювалася вода на ранній Землі
Дослідники з Університету Нью-Мексико відтворили умови, які могли існувати приблизно 4,5 мільярда років тому. Тоді на ранніх етапах формування нашої планети численні невеликі уламки порід поступово об’єднувалися між собою, збільшуючи її масу. Науковці називають цей процес акрецією гальки.
Водночас навколо молодої Землі могла існувати щільна атмосфера з високим вмістом водню. Температура й тиск у ній були значно вищими, ніж сьогодні. Саме таке поєднання умов стало основою головної гіпотези роботи.
За таких умов водень міг вступати в реакцію з оксидом заліза, що входить до складу силікатних порід. Внаслідок цієї взаємодії оксид заліза перетворювався на металеве залізо, а побічним продуктом ставала водяна пара. Таким чином, вода з’являлася не ззовні, а в процесі хімічних змін самих речовин, із яких складалася планета.
Щоб перевірити цю гіпотезу, науковці нагрівали зразки силікатних порід до температури 1200–1400 °C у середовищі водню. Експерименти тривали від 15 хвилин до трьох годин. Для порівняння дослідники також використовували гелій.
Результати підтвердили, що реакція відбувається саме за наявності водню. У таких умовах майже 80% оксиду заліза в зразках перетворилося на металеве залізо, а під час процесу утворювалася водяна пара. У середовищі гелію аналогічної реакції не спостерігали, тож вирішальним чинником був саме водень.
Особливо вражаючими стали розрахунки, засновані на цих експериментах. За оцінками команди, під час формування Землі цей механізм міг виробити обсяг води, еквівалентний сотням сучасних океанів. Керівник дослідження Захарі Шарп зазначив, що науковці очікували утворення води, але не могли передбачити, наскільки швидко та в яких масштабах відбуватиметься реакція.
Що це змінює для уявлень про походження води
Традиційна гіпотеза передбачає, що значна частина земної води потрапила на планету разом із багатими на лід об’єктами з віддалених областей молодої Сонячної системи. Однак цей сценарій не повністю пояснює, як достатня кількість такого матеріалу могла дістатися Землі.
Нова робота пропонує додатковий механізм: планета могла виробляти воду з речовин, які вже були присутні під час її формування. Це також важливо для пошуку життя за межами Сонячної системи. Якщо подібні умови виникають під час формування інших кам’янистих планет земного розміру, вони теж можуть самостійно утворювати значні запаси води.
Водночас дослідження поки не встановлює, яка частина сучасної земної води виникла саме таким способом. Науковцям ще належить порівняти внесок цієї реакції з водою, доставленою кометами, метеоритами та іншими космічними об’єктами. Проте результати вказують на те, що здатність утворювати воду може бути природною частиною процесу формування кам’янистих планет.
Джерело: portaltele.com.ua
