Откуда берется вода?

Вскоре после Большого взрыва протоны, нейтроны и электроны собрались в 10 миллиардов градусов тепла [источник: НАСА ]. В течение нескольких минут водород, а затем гелий, известные как более легкие элементы, сформировались из этих атомных строительных блоков в процессе, называемом нуклеосинтезом . (Литий также имел камею.) Более тяжелые элементы появились намного позже, когда более легкие элементы подверглись слиянию внутри звезд и во время сверхновых. Со временем звезды отправляли волна за волной этих более тяжелых элементов, включая кислород, в космос, где они смешивались с более легкими элементами.

Конечно, образование молекул водорода и кислорода и последующее образование воды - это разные вещи. Это потому, что даже когда молекулы водорода и кислорода смешиваются, им все равно нужна искра энергии для образования воды. Это жестокий процесс, и до сих пор никто не нашел способа безопасно создать воду на Земле .

Так как же наша планета покрылась океанами, озерами и реками? Простой ответ: мы все еще не знаем, но у нас есть идеи. В одном из предложений говорится, что почти 4 миллиарда лет назад миллионы астероидов и комет врезались в поверхность Земли. Беглый взгляд на изрезанную кратерами поверхность Луны дает нам представление о том, на что были похожи условия. Предполагается, что это были не обычные камни, а скорее эквивалент космических губок, наполненных водой, которая была выпущена при ударе.

Хотя астрономы подтвердили, что астероиды и кометы выдерживают нагрузку, некоторые ученые считают, что теория нет. Они сомневаются, могло ли произойти достаточно столкновений, чтобы объяснить всю воду в океанах Земли. Кроме того, исследователи из Калифорнийского технологического института обнаружили, что вода кометы Хейла-Боппа содержит гораздо больше тяжелой воды (также известной как HDO, с одним атомом водорода, одним атомом дейтерия и одним атомом кислорода), чем океаны Земли, то есть кометы и астероиды. которые попали на Землю, сильно отличались от Хейла-Боппа, или Земля получила свою обычную воду (также известную как H2O, два атома водорода и один атом кислорода) каким-то другим способом.

Совсем недавно астрономы, возможно, обнаружили, что первое может быть правдой. Используя наблюдения Стратосферной обсерватории для инфракрасной астрономии (SOFIA) - переделанного самолета 747, летящего на большой высоте с 2,7-метровым (106-дюймовым) инфракрасным телескопом, торчащим из хвостовой части, - они обнаружили, что, когда комета Виртанена приблизилась к Земля в декабре 2018 года испускала в космос очень «океанский» водяной пар.

Виртанен принадлежит к особому семейству комет, называемых «гиперактивные кометы», которые выделяют в космос больше водяного пара, чем другие. Исследователи пришли к выводу, сравнивая соотношение наблюдаемых H2O и HDO. Океаны Земли имеют очень специфическое соотношение D / H (соотношение дейтерий / водород), и похоже, что Виртанен имеет такое же соотношение. Поскольку наблюдение инфракрасных длин волн с земли невозможно (атмосфера Земли блокирует эти длины волн), только космические телескопы и SOFIA (который летает над большей частью атмосферы) могут проводить надежные наблюдения за кометами.

Другое предложение гласит, что молодая Земля подверглась бомбардировке кислородом и другими тяжелыми элементами, производимыми внутри Солнца. Кислород в сочетании с водородом и другими газами, выделяемыми с Земли, в процессе, известном как дегазация , формирует океаны и атмосферу Земли.

Группа ученых из Токийского технологического института Японии разработала еще одну теорию, согласно которой толстый слой водорода, возможно, когда-то покрывал поверхность Земли, в конечном итоге взаимодействуя с оксидами в коре, образуя океаны нашей планеты.

Наконец, компьютерное моделирование, проведенное в 2017 году, позволило предположить более близкое происхождение по крайней мере некоторого количества воды на нашей планете. Идея состоит в том, что вода может образоваться глубоко под мантией Земли и в конечном итоге ускользнуть через землетрясения.

Итак, хотя мы не можем с уверенностью сказать, как вода попала на Землю, мы можем сказать, что нам повезло, что она появилась.

Статьи по Теме

Больше отличных ссылок