Remdamiesi mokslininkų plačiausiai paplitusi teorija, turime kometų ir asteroidų, kurie dėkoja už Žemės vandenį. Bet tai nėra taip supjaustyta ir išdžiovinta. Tai vis dar yra paslaptis ir naujas tyrimas rodo, kad ne visas Žemės vanduo buvo tiekiamas į mūsų planetą tokiu būdu.
Vandenilis yra pats gausiausias elementas visatoje, ir jis yra klausimo, supančio Žemės vandenį, centre. Šiam naujam tyrimui kartu vadovavo Peteris Buseckas, „Regents“ profesorius Žemės ir kosmoso tyrinėjimo ir Molekulinių mokslų mokykloje Arizonos valstijos universitete. Jame autoriai siūlo, kad vandenilis bent iš dalies pateko iš Saulės ūko, susidariusio Saulės debesies dujų ir dulkių.
Prieš įsigilinant į šio naujo tyrimo detales, pravartu išnagrinėti seniai laikomą teoriją, kurią ji gali pakeisti.
Ilgą laiką dauguma mokslininkų tikėjo vandens, kilusio nuo kometų ir asteroidų, vandens kilme čia, Žemėje. Viskas prasideda nuo Saulės susidarymo.
Kai Saulė susiformavo iš molekulinio debesies, ji išvalė didžiąją dalį debesyje esančios medžiagos, paliekant šiek tiek visko kitam: planetoms, asteroidams ir kometoms. Kai Saulė įsibėgėjo susiliejusi, galingas saulės vėjas iš išorinių jo sluoksnių išleido daug vandenilio už tų vietų, kur šiandien yra vidinės uolėtosios planetos - Merkurijus, Venera, Žemė ir Marsas.
Tai yra dujų milžinų, o dar svarbiau kometų ir asteroidų karalystė. Kometos yra apledėję, uolėti kūnai, manoma, kad juose yra didelis kiekis vandenilio, kurį ten išpūtė ankstyvoji saulė, ir asteroidai, nors ir mažesniu mastu. Jie tapo reikšmingu vandenilio rezervuaru.
Kai Žemė susiformavo, tai buvo išlydytas rutulys, kurio paviršius išliko tokioje būsenoje pakartotinio susidūrimo su asteroidais metu. Iki šiol taip gerai, nes ankstyvoji Saulės sistema buvo daug chaotiškesnė vieta nei dabar. Kai asteroidai ir kometos smogė į šią karštą Žemę, vanduo ir vandenilis joje buvo išvirę į kosmosą. Laikui bėgant, kai Žemė atvėso, iš kometų ir asteroidų susidūrimų vandeniui Žemėje buvo leista kondensuotis, o ne virti į kosmosą. Vanduo užstrigo.
Tai įrodo izotopų santykis. Deuterio sunkiojo vandenilio izotopo ir normaliojo vandenilio santykis yra cheminis ženklas. Dviejų vandens telkinių, kurių santykis yra tas pats, kilmė turi būti ta pati, galvojama toliau. O Žemės vandenynų santykis yra toks pat kaip vandens asteroidų.
Tai labai supaprastinta plačiai paplitusios teorijos, kaip vanduo pateko į Žemę, versija.
Tačiau mokslininkai klysta, visada stengiasi geriau ir nuodugniau suprasti dalykus. Prieš išleidžiant šį naujausią tyrimą, jie klausė „kometų vandens“ teorijos.
2014 m. Kai kurie mokslininkai nagrinėjo šią problemą, ieškodami įvairaus amžiaus meteoritų. (Meteoritai yra tik į Žemę smogę asteroidai.) Pirmiausia jie pažvelgė į vadinamuosius angliavandenių chondrito meteoritus. Jie yra seniausi, apie kuriuos mes žinome, ir susiformavo maždaug tuo pačiu metu, kai tai darė Saulė. Jie yra svarbiausi žemės elementai.
Toliau jie tyrė meteoritus, kurie, mūsų manymu, kilo iš didžiojo asteroido Vesta. Vesta susiformavo tame pačiame regione kaip ir Žemė, praėjus maždaug 14 milijonų metų po Saulės sistemos gimimo. Remiantis 2014 m. Tyrimu, senovės meteoritai buvo panašūs į didžiąją Saulės sistemos sudėtį ir juose buvo daug vandens, todėl jie buvo plačiai laikomi Žemės vandens šaltiniu.
Šio 2014 m. Tyrimo metu atlikti matavimai parodė, kad šių meteoritų chemija yra tokia pati kaip Žemėje randamų anglies chondritų ir uolienų. Jie padarė išvadą, kad anglies chondritai yra labiausiai paplitęs vandens šaltinis. Tuo metu Horstas Marschallas, vienas iš tyrimo autorių, teigė: „Tyrimas rodo, kad žemės vanduo greičiausiai akredituotas tuo pačiu metu kaip uola. Planeta susiformavo kaip šlapia planeta, kurios paviršiuje yra vanduo “. To tyrimo komanda pripažino, kad kai kurie mūsų vandens telkiniai atsirado dėl smūgių.
Tai mus pritraukia prie šio naujo tyrimo, kuris patvirtina 2014 m. Tyrimo išvadas.
Šio naujojo tyrimo autoriai sako, kad vandenynai ir jų izotopų santykis gali papasakoti ne visą istoriją. „Tai yra šiek tiek aklas visuomenės taškas“, - sakė Stevenas Deschas, Arizonos valstijos Tempe, Arizonos valstijos universiteto Žemės ir kosmoso tyrinėjimo mokyklos astrofizikos profesorius. „Kai žmonės matavo [deuterio ir vandenilio] santykį vandenynų vandenyje ir pamatė, kad jis yra beveik panašus į tai, ką matome asteroiduose, visada buvo lengva patikėti, kad visa tai kilo iš asteroidų“. Sunku juos kaltinti; tai gana įtikinamas įrodymas.
„Tai yra aklas bendruomenės akiratis.“ - Stevenas Deschas, Žemės ir kosmoso tyrinėjimo mokykla, ASU.
Deschas ir kiti šio naujojo tyrimo autoriai atkreipia dėmesį į 2015 m. Paskelbtus tyrimus, rodančius, kad Žemės vandenynai gali neatspindėti Žemės pirmykščio vandens. Vandenynai galėjo judėti tarp paviršiaus ir gilesnio vandens telkinio, esančio giliai žemėje. Laikui bėgant tai galėjo pakeisti santykį, ir tai gali reikšti, kad šis gilesnis vanduo atspindi bent dalį tikrojo Žemės vandens. Ir tas vanduo galėjo patekti tiesiai iš saulės ūko, o ne per kometos ir asteroido smūgius.
Tyrimas sukuria naują teorinį Žemės formavimosi modelį, kad būtų galima paaiškinti šiuos vandenilio skirtumus Žemės vandenynuose ir ties kertine mantija.
Šis naujasis modelis rodo didelius vandenyje užfiksuotus asteroidus, susiformavusius prieš milijardus metų planetose Saulės ūke, besisukančiame aplink Saulę. Šie planetų embrionai patyrė nuoseklų susidūrimą ir jie greitai augo. Galų gale, pasak jų, pakankamai galingas susidūrimas išlydė didžiausio embriono paviršių magmos vandenyne. Šis didžiausias embrionas tapo Žeme.
Šis didelis embrionas turėjo pakankamai gravitacijos, kad galėtų išlaikyti atmosferą, ir iš saulės ūko jis patraukė dujas, įskaitant vandenilį, gausiausią. Saulės ūke esantis vandenilis turėjo mažiau deuterio ir yra lengvesnis nei asteroidinis vandenilis. Jis ištirpo žemėje esančioje magmos vandenyno išlydytoje geležyje.
Vandenilis buvo traukiamas į Žemės centrą izotopiniu frakcionavimu. Vandenilis traukia geležį, todėl geležimi jis perdavė Žemės branduolį. Deuteris, sunkusis vandenilio izotopas, liko magmoje, kuri atvėso ir sudarė Žemės mantiją. Tęsiantys smūgiai į Žemę atnešė daugiau vandens ir masės, kol ji pasiekė tokią masę, kokia yra šiandien.
Svarbiausias šio naujo modelio punktas yra tas, kad vandenilis Žemės šerdyje skiriasi nuo vandenilio mantijose ir vandenynuose. Pagrindinis vanduo turi daug mažiau deuterio. Bet ką visa tai reiškia?
Naujasis modelis leido autoriams įvertinti vandens kiekį, atsirandantį dėl asteroidų poveikio, augant ir evoliucionuojant Žemei, palyginti su tuo, kiek vandens buvo iš Saulės ūko, kai Žemė formavosi. Jų išvada? „Kiekvienai 100 žemės vandens molekulių yra viena ar dvi, kurios patenka iš saulės ūkų“, - sakė Arizonos valstijos universiteto Molekulinių mokslų mokyklos ir Žemės ir kosmoso tyrinėjimų mokyklos mokslinis bendradarbis profesorius Jun Wu ir vienas iš pagrindinių autorių. tyrimas.
Šis tyrimas yra nauja planetų formavimosi, vystymosi ir to, kaip ankstyvas gyvenimas galėtų klestėti jaunoje planetoje, perspektyva.
„Šis modelis leidžia manyti, kad neišvengiamai susidarys vanduo ant bet kokių pakankamai didelių akmeninių egzoplanetų ekstrasoliarinėse sistemose. Manau, kad tai labai jaudina “. - Jun Wu, ASU Molekulinių mokslų mokykla ir Žemės bei kosmoso tyrinėjimų mokykla, bendraautorė.
Anksčiau manėme, kad vienintelės planetos, kurios gali jose gyventi, turės būti Saulės sistemoje, turtingoje vandenyje esančių asteroidų ir kometų. Bet taip gali būti ne. Kitose saulės sistemose ne visos į Žemę panašios planetos turi prieigą prie vandens prikrautų asteroidų. Naujasis tyrimas rodo, kad visos apgyvendintos egzoplanetos galėjo gauti vandens iš saulės sistemos ūkų jų sistemoje. Žemė slepia didžiąją dalį vandens savo interjere. Žemės apvalkale yra maždaug du vandenynai ir 4 ar 5 jų branduolys. Egzoplanetos gali būti panašios.
„Šis modelis leidžia manyti, kad neišvengiamai susidarys vanduo ant bet kokių pakankamai didelių akmeninių egzoplanetų ekstrasoliarinėse sistemose“, - teigė Wu. „Manau, kad tai labai jaudina“.
Tačiau šiame naujame modelyje yra vienas atsargumo taškas, kuris apima vandenilio frakcionavimą. Nelabai suprantama, kaip keičiasi deuterio ir vandenilio santykis, kai elementas ištirpsta geležyje, kuri yra šio naujo modelio centre. Tai turėjo būti įvertinta šiame naujame tyrime.
Apskritai, naujas tyrimas gerai derinamas su kitais Žemės vandens tyrimais. Atlikus daugiau darbo dėl vandenilio frakcionavimo, naują modelį galima išbandyti griežčiau.
- AGU pranešimas spaudai: „Mokslininkai teoretizuoja naują Žemės vandens kilmės istoriją“
- Tyrimo dokumentas: „Žemės vandens kilmė: chondritinis palikimas plius nešvarus dujų išmetimas ir vandenilio kaupimas šerdyje“
- Tyrimo dokumentas: „Pirminio vandens gelmių mantijoje įrodymai“
- Tyrimo dokumentas: „Ankstyvas vandens pasisavinimas vidinėje saulės sistemoje iš anglies pavidalo chondrito tipo šaltinio“
- Vikipedija: Saulės sistemos formavimasis ir raida
- Vikipedija: 4 Vesta
