Откуда взялись строительные блоки первой воды Земли? Как минимум, частично, — из облака газа и пыли, кружащего вокруг молодого Солнца, свидетельствуют новые исследования.
Вода состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Большую часть этого водорода, вероятно, принесли на Землю каменистые астероиды миллиарды лет назад. Однако новое исследование предполагает, что молодая Земля также получила водород из солнечной туманности.
© Freedom_Marussia | Shutterstock
«Примерно одна из каждых 100 молекул воды на Земле произошла из солнечной туманности», — пишут исследователи. В ранней Солнечной системе это облако — оставшееся после образования Солнца — содержало большие количества водорода.
Чтобы узнать происхождение воды на Земле, ученые исследовали ее химические следы, рассматривая соотношения изотопов водорода — варианты водорода с различным количеством нейтронов и, следовательно, различной атомной массой.
Соотношение нормального водорода и дейтерия — более тяжелого изотопа — в океанской воде соответствует соотношению в воде астероидов, что указывает на то, что земная вода имеет астероидные корни. Однако вода, извлеченная из внутренней части планеты, недалеко от региона, где мантия встречается с ядром, рассказывает другую историю. Согласно данным исследования, в ней соотношение дейтерия и водорода меньше по сравнению с океанской водой, что указывает на источник, отличный от астероидов.
Земля формировалась миллиарды лет назад, когда небольшие астероиды сталкивались и сливались в более крупное тело. Пока новорожденная планета обретала форму, она забирала пыль и газ из Солнечной туманности. Водород туманности тонул в расплавленной магме, стремясь к ее ядру, а водород из астероидов задерживался в том, что в итоге стало мантией.
Астероиды бомбардировали Землю и распределяли водород с более высоким соотношением дейтерия в мантии и в океанах. В то время как этот водород составляет большую часть воды планеты, ученые пришли к выводу, что некоторая вода обязана своим образованием водороду из туманности.
Более того, предполагается, что количество воды, скрытой внутри планеты, составляет около двух океанов в мантии и от четырех до пяти океанов в ядре, большая часть воды которых, вероятно, возникла из вещества солнечной туманности, сообщают ученые.
Результаты также намекают на то, что подобные процессы могут стоять за образованием воды на отдаленных экзопланетах.
Исследование опубликовано в Journal of Geophysical Research: Planets.