Водная самодостаточность
Бомбардировка поверхности Земли метеоритами. Изображение: wn.com

Бомбардировка поверхности Земли метеоритами. Изображение: wn.com

Астероид Веста подсказал ученым, что Земля изначально обладала водой в момент формирования

Вода на поверхности Земли появилась в первые 8—20 миллионов лет существования Солнечной системы, задолго до начала массированной «бомбардировки» ее поверхности метеоритами и кометами, которые ранее считались главными поставщиками воды для земных океанов. В пользу этого свидетельствует аналогичный земному изотопный состав пород в метеоритах, отколовшихся в далеком прошлом от астероида Весты, мертворожденного зародыша планеты, и упавших на Землю относительно недавно. О водной самодостаточности нашей планеты в самые первые мгновения ее жизни рассказывают ученые в статье, опубликованной в научном журнале Science.

«Главным следствием этого открытия является то, что теперь мы можем говорить, что жизнь на нашей планете могла начать свое развитие в самые ранние периоды ее существования. Столь быстрое проникновение воды во внутреннюю часть Солнечной системы говорит и о том, что и другие каменистые планеты могли обладать океанами, в которых могла развиться жизнь до того, как они превратились в современные безжизненные пустыни», — объясняет Сун Нильсен из океанографического института Вудс-Хоул (США).

Вопрос, как и когда появились земные океаны, откуда взялась их вода и что с ней происходило в «младенчестве» Земли, остается одним из самых дискуссионных моментов в современной планетологии. Проблема заключается в том, что Земля сформировалась в «теплой» части Солнечной системы, где молекулы воды не могли формироваться и существовать из-за того, что там было слишком тепло и светло — ультрафиолетовое излучение юного Солнца разлагало молекулы воды на части и не давало им соединиться.

По этой причине ученые на протяжении последних двух десятилетий пытаются найти механизм, который бы объяснял присутствие огромного количества воды на Земле сегодня, и на Марсе в прошлом. На роль поставщика воды сегодня с разной степенью убедительности претендуют самые разные небесные тела — кометы из пояса астероидов, где в 2013 году было найдено целое кладбище древних «косматых чудищ», примитивные астероиды-хондриты с дальних подступов Солнечной системы и даже прародитель Луны, протопланета Тейя.

Пока ни одна из этих теорий не была подтверждена на практике, так как для этого требуются образцы первичных пород и льда Солнечной системы. Вполне возможно, что мы получим однозначный ответ на этот вопрос уже очень скоро — в середине ноября на поверхность кометы Чурюмова — Герасименко опустится спускаемый модуль «Фила», который впервые сможет попробовать на вкус древнейшие льды и оценить их изотопный и химический состав.

Сегодня большинство планетологов считает, что наибольшие шансы победить в этом споре принадлежат «астероидным» теориям. Почему? Химический состав образцов хондритов, упавших на Землю, и данные, полученные орбитальными телескопами, зондом Dawn и другими космическими аппаратами, указывают на практически полное родство земной воды и запасов льда на астероидах.

Главная проблема этой теории заключается в том, что вода должна была появиться на Земле не раньше, чем начался период, который астрономы называют поздней тяжелой бомбардировкой (LHB). Примерно через 250—300 тысяч лет после образования Солнечной системы Земля и Луна, судя по возрасту кратеров на последней, подверглись массированной астероидной бомбардировке из-за того, что планеты-гиганты начали мигрировать в сторону Солнца. Большая часть воды Земли, как показывают компьютерные модели этого обстрела, должна была попасть на ее поверхность в это время. За последние несколько лет геологи и планетологи обнаружили множество свидетельств формирования породы Земли и Луны формировались в присутствии воды задолго до начала LHB, из-за чего у ученых зародились сомнения в том, что хондриты действительно были главными поставщиками воды для Земли.

Модель ранней Солнечной системы. Изображение: Jack Cook / Woods Hole Oceanographic Institution

Модель ранней Солнечной системы. Изображение: Jack Cook / Woods Hole Oceanographic Institution

Нильсен и его коллеги решили проверить эти теории, используя образцы пород с астероида Веста, который является, как выяснил изучавший его зонд Dawn в 2012 году, мертвым «зародышем» планеты, которому так не удалось превратиться в подобие Земли или Венеры. Она сформировалась примерно в то же время и в том же месте, что и Земля, и практически сразу прекратила свою геологическую эволюцию, что позволяет использовать ее в качестве «эталона» того, что собой представляли породы (и вода) в ранней Солнечной системе.

Веста путешествует по космосу не одна, а в сопровождении целой свиты из небольших фрагментов, отколовшихся от ее поверхности в результате столкновения с другими астероидами. Несколько таких кусков породы, которые астрономы называют HED-метеоритами, упало на поверхность Земли, что дало геологам и планетологам уникальный шанс изучить химический и изотопный состав Весты.

Заполучив несколько образцов таких метеоритов из запасников НАСА, группа Нильсена определила концентрацию изотопов углерода, кислорода и азота, а также соотношение долей легкого водорода, протия, и его тяжелого собрата, дейтерия. Сравнив их с аналогичными показателями для земных пород, сформировавшихся в присутствии воды, и недр астероидов-хондритов, планетологи попытались понять, есть ли различия в их изотопном содержании.

Ответ на этот вопрос важен для раскрытия тайны происхождения воды на Земле — если доли изотопов в породах Весты и нашей планеты совпадают, это означает, что их вода происходит из одного и того же источника. Учитывая то, что Веста сформировалась почти сразу после рождения Солнечной системы, ей может быть только протопланетный диск. В противном случае, если они разные, океаны Земли обязаны своим происхождением кометам и астероидам с дальних подступов Солнечной системы, бомбардировавшим нашу планету значительно позднее.

Как показали опыты Нильсена и его коллег, доли дейтерия и других элементов в породах Земли, хондритах и HED-метеоритах были, по сути, идентичными и заметно отличались от аналогичных параметров для комет и других тел из холодной части Солнечной системы. Это означает, что жидкая вода на нашей планете появилась практически в первые же моменты после ее рождения, в то же время, когда образовалась Веста — через 8—20 миллионов лет после формирования Солнца.

Тем не менее ученые не исключают, что часть воды могла попасть на Землю и во время поздней тяжелой бомбардировки. В любом случае это открытие заметно расширяет временное окно, в рамках которого могла зародиться жизнь на Земле и других планетах внутренней части Солнечной системы. Это дает нам дополнительные шансы на обнаружение следов жизни, которая могла существовать на Марсе до испарения его атмосферы и океанов или на Венере до ее превращения в выжженную кислотную пустыню, заключают ученые.

Кто заплатит за Украину Далее в рубрике Кто заплатит за УкраинуВопрос о финансовых гарантиях поставок российского газа на Украину решен: Киев подтвердил наличие средств для оплаты четырех миллиардов кубометров топлива Читайте в рубрике «Наука и технологии» Казань выбрала лучшие стартапыИнвесторы на Kazan Startup Weekend в ИТ-парке начали сотрудничество с несколькими стартапами Казань выбрала лучшие стартапы

Комментарии

31 октября 2014, 13:30
Да все правильно. Я вообще не понимают умников, которые посчитали воду принесеную кометами, это сколько огромных многокилометровых комет должно было вонзиться в нашу несчастную матушку-планету?
31 октября 2014, 14:43
и почему ну прилетело в течении 3 млрд лет (а это гигантский срок) с десяток огромных комет, что в полне реально, на которых было по паре кубических километров воды, а дальше она начала плодится собственными силами, Петрик так рассказывал
31 октября 2014, 19:39
Объем мирового океана на нашей планете действительно огромен, посмотрел в справочниках и в очередной раз поразился: более 1.340.000.000 млрд. км. куб., то есть, учитывая плотность воды - практически те же 1340 миллиардов тонн!!! Плюс еще пресная вода и вода ледников - еще около 90 000 млрд. км. куб....!

Однако, если учесть соотношение соотношение объема воды и суши планеты Земля (а Объем Земли ~1083 триллиона км3), то окажется, что объем всей воды на нашей планете в 775 меньше объема самой планеты!!!

Так-то, Передовой Планеты улыбка Дальше сами думайте. улыбка
В принципе, учитывая данность, все возможно...!
31 октября 2014, 21:26
Удивительно, при всем этом молекула воды всего одна...
01 ноября 2014, 10:36
От этих текстов хочется утопиться, сращу понимаешь что человек - вошь, живет на планете как временный пассажир, ну и конечно мы все умрем
Авторизуйтесь чтобы оставлять комментарии.
Интересное в интернете
Анализ событий России и мира
Подпишитесь на «Русскую планету» в социальных сетях. Только экспертный взгляд на события
Каждую пятницу мы будем присылать вам сборник самых важных
и интересных материалов за неделю. Это того стоит.
Закрыть окно Вы успешно подписались на еженедельную рассылку лучших статей. Спасибо!
Станьте нашим читателем,
сделайте жизнь интереснее!
Помимо актуальной повестки дня, мы также публикуем:
аналитику, обзоры, интервью, исторические исследования.
личный кабинет
Спасибо, я уже читаю «Русскую Планету»