Нове дослідження перевертає все, що ми знаємо про воду на Землі

Як камінь і водень дали воду?

Одна з провідних гіпотез стверджує, що воду на Землю принесли крижані часточки, які утворилися в холодних регіонах ранньої Сонячної системи. Але лишаються питання: як вони подолали такі відстані і чи пояснює це хімічний склад планети. Тому група вчених перевірила інший сценарій. Дослідження провела аспірантка Сусміта Гарай разом із професором Закарі Шарпом, який очолює відділення наук про Землю та планети, і Пітером Олсоном, пише SciTechDaily.

Науковці перевіряли, чи можуть силікатні породи із залізом реагувати з воднем в умовах, схожих на ті, що були під час формування планет. Зразки нагрівали до температури від 1200 до 1400 градусів Цельсія, а експерименти тривали від 15 хвилин до трьох годин. Частину зразків обдували воднем, інші нагрівали в гелії для порівняння.

Що показали експерименти?

У дослідах із воднем майже 80 відсотків оксиду заліза перетворилося на металеве залізо, а побічним продуктом стала водяна пара. Водень вступав у реакцію з киснем, який був зв'язаний із залізом у породах. У гелії такої реакції не було.

Щоб оцінити, чи може "дощ із камінців" бути джерелом води, нам довелося створити та провести дуже складні високотемпературні експерименти. Зусилля доктора Гарай окупилися сповна: вона виявила, що вода утворюється лише за кілька хвилин у високотемпературному середовищі ранньої атмосфери Землі– прокоментував професор Закарі Шарп.

Як це могло статися на ранній Землі?

Щоб ця хімія наповнила планету водою, породи й водень мали зустрітися за відповідних умов. Це могло відбуватися під час так званої акреції камінців, коли дрібні кам'янисті частинки збираються разом і формують велике тіло. Коли планета, яка зростала, стала достатньо масивною, навколо неї могла з'явитися гаряча атмосфера з високим тиском, багата на водень. Силікатні камінці, що падали крізь неї, вступали в реакцію, яку перевірили в лабораторії.

Шарп пояснює, що попередні ідеї потребували зовнішнього джерела води, зокрема комет чи метеоритів. Новий механізм, за його словами, показує, що воду мала б отримати практично будь-яка планета розміром із Землю. Екстраполяція результатів дає підстави вважати, що таким шляхом могли утворитися сотні великих осередків води.

Що це означає для пошуку життя?

Якщо подібні умови виникали навколо інших кам'янистих планет, то реакція може бути поширеним шляхом до води на землеподібних світах за межами Сонячної системи. Ідея акреції камінців з'явилася лише близько десяти років тому, але вона вирішує багато проблем у теорії формування планет.

Тепер ми бачимо, що вона також може пояснити, чому наша планета придатна для життя. А отже, цілком розумно очікувати, що й інші тіла розміром із Землю біля інших зірок мають воду і, можливо, життя– додав Шарп.

Водночас експерименти лише доводять, що такий механізм можливий. Щоб визначити, яка частка земної води справді утворилася саме так, потрібні додаткові дослідження.