Исследователи из Университета Нью-Мексико предложили новую теорию происхождения воды на Земле. Согласно результатам работы, опубликованной в Nature Geoscience, значительная часть водных запасов могла появиться в результате химических реакций во время формирования планеты, а не быть доставленной из космоса кометами или метеоритами.
Эта гипотеза может означать, что другие скалистые планеты во Вселенной способны самостоятельно генерировать воду, что делает потенциально обитаемые миры более распространенными, чем считалось ранее.
Механизм образования воды
В центре исследования лежит процесс аккреции гальки — постепенного объединения мелких обломков камня в более крупное небесное тело. В период становления Земля могла обладать плотной атмосферой с высоким содержанием водорода, где температура и давление были значительно выше современных значений.
Ученые полагают, что при падении через такую атмосферу каменная галька вызывала химическую реакцию. Водород из окружающего газа взаимодействовал с оксидом железа в составе силикатных пород. В результате этого процесса оксид железа превращался в металлический железняк, а в атмосферу выделялся водяной пар.
Результаты экспериментов
Группа ученых под руководством Закари Шарпа, Сусмиты Гараи и Питера Олсона воссоздала экстремальные условия ранней Земли в лаборатории. Образцы силикатных пород подвергались воздействию потока водорода при температуре от 1200 до 1400 градусов Цельсия. Тесты длились от 15 минут до трех часов.
Эксперименты подтвердили работоспособность теории: почти 80% оксида железа в породах превратилось в металл, сопровождаясь выделением водяного пара. Для сравнения проводились тесты с использованием гелия, при которых описанная реакция не произошла, что доказало ключевую роль водорода.
Скорость и масштаб процесса оказались выше ожидаемых. По расчетам ученых, экстраполяция лабораторных данных на условия ранней Земли показывает, что таким образом могли образоваться сотни океанов воды.
Значение для науки
Закари Шарп отметил, что ранее считалось, будто вода всегда приходит из внешних источников. Однако новый механизм предполагает, что практически любая планета размером с Землю может иметь воду. Это меняет представление о том, насколько часто в космосе могут встречаться пригодные для жизни миры.
Тем не менее, исследователи подчеркивают, что их работа не определяет точную долю воды, созданной таким способом по сравнению с принесенной кометами и метеоритами. Для этого потребуются дальнейшие изыскания.
