Когато Земята се появи, беше твърде горещо за вода. Но откъде е дошла тогава? Две нови проучвания разкриват как Юпитер е играл роля.
Човечеството съществува, защото е имало истински взрив. И то неведнъж. По време на рождените часове на Слънчевата система праховите частици първо са образували малки парчета, а след това големи астероиди. Масивните тела постоянно се сливаха помежду си и се претопяваха в ново тяло. В крайна сметка останаха само няколко планетарни отломки, които постепенно прочистваха пътя си около слънцето. Така се появи Земята преди 4,5 милиарда години.
Тази теория за произхода на Земята е научен компромис. Само той не отговаря на всички въпроси. Откъде дойде водата на синята планета? В края на краищата изследователите са единодушни в мнението, че когато Земята се е формирала, е било твърде горещо за водни молекули. Има няколко теории за произхода му.
Две съответни изследвания едновременно популяризират една от най-новите теории, според която Юпитер играе водеща роля. Водата и други течни вещества бяха донесени на Земята не по начина, по който те мислеха по-рано, на по-късен етап с помощта на комети и астероиди и вече на първия етап от появата на планетата.
В началото имаше жега
Когато се случи космическата бомбардировка, температурата в Слънчевата система беше толкова висока, че водата съществуваше само под формата на газ. Но младите, неоформени планети не можеха да приемат този газ. Вместо това силен слънчев вятър го отнесе в дълбините на космоса. Едва по-късно жизненоважното химично съединение H20 се връща от външната, студена слънчева система. Кога? И как?
Изследванията на учените Марио Фишер-Гьоде и Торстен Кляйн от университета в Мюнстер показват, че странното движение на планетата Юпитер през първите милиони години на Слънчевата система е върнало водата на Земята. Тези данни противоречат на широко разпространената теория, според която водата е попаднала на Земята едва в последната фаза от произхода на Земята преди 4,4-3,9 милиарда години с помощта на метеорити и астероиди. Основният им аргумент е редкият елемент рутений.
Промоционално видео:
Материалът има специални свойства. Тя гравитира към желязо, сидерофилно, както казват изследователите, и поради това в ранните етапи на появата на планетата, в по-голямата си част потъва в сърцевината, която съдържа желязо. Но рутений се намира и в слоевете на земната кора и мантията. Идеален за Фишер-Геде и Клайн, защото по този начин те знаят какво да кажат за новата история на Земята.
Скитащ се Юпитер
Наземният рутений има специфичен състав. Състои се от атоми с различен брой неутрони, изотопи и по този начин притежава вид химически пръстов отпечатък, който екипът може да сравни с рутения от млади метеорити.
В зависимост от произхода на метеоритите, които са останки от младата Слънчева система, съставът на техния рутений също се различава. Кометите, съдържащи вода от външната слънчева система, имат различен пръстов отпечатък от сухите метеорити от вътрешната слънчева система. Произходът на мантията от последния етап от появата на Земята може да се обясни с това.
Резултатите от изследването на Fischer-Gedde показват, че мантията произхожда от метеорити от семейството на хормоните на енстатитите. Изглежда, че богатите на вода обекти от външната слънчева система са се срутили.
„Тъй като можем да изключим, че водата е пристигнала на Земята с метеоритите, това се е случило точно преди това“, казва Торстен Клайн. Изследванията му обосновават модела „Big Pivot”, който е установен само преди няколко години.
В съответствие с този модел младият Юпитер се отклони към вътрешната слънчева система поради ефекта на газовата обвивка на планетата. Когато Сатурн се появи по-късно, той отново беше изтеглен навън в днешната орбита. Докато газовият гигант изтласква скалист материал към Слънцето на връщане, той хвърля метеорити и вода от външната слънчева система към Земята. „Това донесе на Земята много метеори, съдържащи вода, в даден момент от времето“, казва Клайн. И това се случи доста рано в историята на Земята.
Безводните метеорити са оформили Земята
Друго проучване на Николас Дауфас от Чикагския университет подкрепя изследователите в тяхната теория. Американският изследовател също се обърна към идеята за рутений и я приложи едновременно към няколко елемента. Всички те се появяват както на Земята, така и в метеорити. За разлика от германските учени, той не е тествал своите предположения за реални космически елементи, а е разработил въз основа на наличните изследвания математически модел за произхода на земния материал. Според него Земята се появява на две фази. На първия етап строителният материал се формира от някои богати на вода метеорити от външната Слънчева система - около една десета от тогавашната земна маса - и безводни хондрити на енстатита. На втория етап вече няма богати на вода метеорити; на Земята са изпратени само хормони от енстатит.
Няма данни за комети
Проблемът е, че всички учени са изследвали само метеорити, тоест небесни тела, паднали на Земята. „Предполагаме, че съотношението на изотопите на рутения е по-малко съвместимо със съотношението със Земята, колкото повече се появяват кометите от Слънцето“, казва Клайн. "По този начин изключваме външните небесни тела като носители на вода на последния етап от появата на Земята." Ако противно на очакванията има комети извън Слънчевата система, които имат същите изотопи на рутений като Земята, този модел вече няма да функционира.
Това, което липсва, за да се разгадае мистерията за източника на земната вода, са надеждни данни за такива небесни тела. Те могат да бъдат осигурени от експедиции на комети. Тъй като мисията на Европейската космическа агенция все още не е предоставила достатъчно данни, изследователите залагат на бъдещи проекти. Официално решение за такава мисия обаче все още не е взето.
Тобиас Ландвер