Расчеты показывают, что таким образом можно получить только 1,5 тонны воды в год. Но за миллионы и миллиарды лет космическая вода на планете могла создать Мировой океан.
Откуда появилась вода на нашей планете?
Не только дети, но и взрослые любят спрашивать себя, откуда берутся окружающие их вещи, как они были созданы и когда это произошло. Взрослые знают больше, чем дети, но не все могут ответить на вопрос, как появилась вода на планете Земля. Даже ученые, которые изучают эту тему и пишут по ней научные работы, не могут дать точного ответа.
Логически можно предположить, что вода существовала не всегда, то есть, что она появилась в какой-то момент. То же самое относится и к самой планете Земля: Теории о происхождении воды неотделимы от теорий о происхождении планеты. Гипотез много, но лишь некоторые из них признаны наукой как наиболее вероятные. В этой статье мы представим наиболее правдоподобную из теорий: как вода могла появиться из горячих и холодных корней Земли и могла ли она прийти из космоса или изнутри Земли. Мы также рассмотрим теорию планетарного расширения и ее версию, предложенную английским астрофизиком Хойлом.
Это наиболее достоверные теории происхождения воды на Земле. Доказать их невозможно, но любая из них может оказаться правдой.
Горячее происхождение Земли
Согласно этой гипотезе, наша планета когда-то была огненным шаром. Он отдавал тепло в космос и постепенно остывал. Это позволило сформировать первобытную кору и химические элементы. К ним относятся компоненты воды — кислород и водород.
Образовавшиеся газы заполнили пространство вокруг планеты и непрерывно вытекали из трещин в земной коре по мере ее остывания. Газы также остались и образовали облака, которые окутали всю планету. Плотный облачный покров охлаждался, и в какой-то момент стало настолько холодно, что молекулярная влага превратилась в воду. Именно так на Земле выпал первый дождь. Дождь шел в течение тысяч лет. Они заполнили впадины в рельефе и образовали моря и океаны.
Холодное происхождение Земли
В этой теории все наоборот. Сначала Земля была холодной, а затем начала нагреваться под воздействием вулканической активности. Магма извергалась из недр Земли, неся с собой водяной пар, часть которого попадала в атмосферу, а часть конденсировалась и заполняла пустоты. Есть свидетельства в пользу этой гипотезы, что на ранних этапах формирования большая часть вулканической активности происходила в районах, где сегодня находятся океаны.
Согласно этой версии, вода изначально содержалась в первозданной материи, из которой сформировался наш мир. И это также подтверждено — метеориты из космоса содержат воду. Но в них его содержится слишком мало, чтобы аргумент был убедительным — не более половины процента.
Водный мир: какой была Земля более 3 млрд лет назад
Ученые обнаружили доказательства того, что более 3 миллиардов лет назад Земля была покрыта глобальным океаном, который превратил планету в «водный мир». Это открытие не только помогает понять, где и как возникла первая одноклеточная жизнь на Земле, но и определяет, какие экзопланеты могут быть пригодны для жизни. «Хитек» рассказывает о том, что наука знает о Земле 3 миллиарда лет назад и о критериях, которые астрономы будут использовать для поиска потенциально пригодных для жизни миров.
Читайте «Hitech» на.
Что именно выяснили ученые
Состояние планеты и процессы, происходившие на ней 3 миллиарда лет назад, вызывают жаркие споры среди ученых — в основном потому, что на поверхности Земли сохранилось мало геологических памятников того времени.
Однако есть несколько районов, где древние породы подходят близко к поверхности. Один из них — Панорама, засушливый и малонаселенный район в Западной Австралии, где ученые из Университета Колорадо взяли керны возрастом около 3,24 миллиарда лет.
Однако, по мнению авторов исследования, возможны и другие объяснения очень высокого содержания изотопов кислорода в породах этого времени. Такие же химические особенности могли возникнуть, если континенты формировались гораздо медленнее, чем считают ученые.
Согласно другой гипотезе, континентальные глины, которые сегодня превратились в твердые породы, образовались не на суше, а в океане.
Что было на Земле, кроме океана
Гипотезы о том, как и когда именно на Земле образовались первые континенты, до сих пор вызывают споры среди ученых. Существует теория, что большие участки суши на поверхности планеты образовались в результате замедления потери тепла из недр Земли.
Возраст самого древнего континентального материала составляет около 4 миллиардов лет, что означает, что он образовался примерно через 600 миллионов лет после формирования планеты. Если это правда, то Земля подвергается бомбардировке обломками, оставшимися со времен формирования Солнечной системы — и до того, как на планете появилась вода. Однако ученые до сих пор не нашли четких доказательств существования континентов до Годваны.
Гондвана
Большинство исследователей сходятся во мнении, что около полумиллиарда лет назад на Земле доминировал суперконтинент Годвана, который существовал до Юрского периода и распался около 180 миллионов лет назад.
В Гондвану входили Африка, Южная Америка, Антарктида, Австралия, Новая Зеландия и Аравия, Мадагаскар и Индия. Он образовался в конце докембрия в результате распада суперкоры Родинии.
Около 3 миллиардов лет назад, в период, описанный авторами исследования, на Земле завершилась архаическая геологическая эпоха (2,5-4 миллиарда лет назад). В то время считалось, что атмосфера планеты практически не содержит свободного кислорода, а количество парниковых газов было во много раз выше, чем сегодня.
Жизнь появилась на Земле еще в начале архаического века, а 3 миллиарда лет назад цианобактериальные пласты (строматолиты) и археи были доминирующими формами жизни на Земле.
Внешне строматолиты выглядели как камни, но на самом деле представляли собой скопления живых бактерий. Они состояли из аэробных и анаэробных бактерий, которые в процессе фотосинтеза преобразовывали солнечный свет и воду в глюкозу, простую форму сахара. В результате этого процесса в качестве побочного продукта выделяется кислород.
Ученые считают, что современная тектоника плит, с ее зонами субдукции, центрами спрединга, землетрясениями и всеми другими особенностями, о которых мы знаем, вероятно, также началась в эпоху Земли около 3,2 миллиарда лет назад.
Это подтверждают образцы древних пород земной коры возрастом от 3,9 млрд до 2,5 млрд лет назад, которые ученые обнаружили на юго-западе Гренландии. Исследователи проанализировали количество нейтронов в атомах нафтения, чтобы определить, как долго каждый образец был частью земной коры.
Когда горная порода плавится на поверхности и перерабатывается, содержание изотопов нафтения в ней меняется. Ученые обнаружили, что концентрация афния в более древних породах, возраст которых превышает 3,2 миллиарда лет, значительно отличается от концентрации в более молодых породах. Ученые объясняют эту разницу тем, что тектоника плит на Земле началась именно в это время.
Согласно одной из теорий, в начале архаической эры вертикальные струи очень горячей магмы в мантии Земли, вероятно, вынесли материал прямо на поверхность Земли и сформировали первые части континентальной коры.
Постепенно — от 3,2 до 3,5 миллиарда лет назад — мантия Земли остывала, и горячих магматических жил становилось все меньше. Исследователи считают, что в мантии образовались стабильные конвективные ячейки, которые привели в движение плиты и субдукцию, и тектоника плит начала формировать поверхность Земли.
Вмешался дейтерий
Нет, друзья мои. Однако кометная гипотеза о происхождении воды на Земле сталкивается с серьезной проблемой. Оно возникло, когда ученые смогли измерить соотношение D/H. Дейтерий (D) — это изотоп водорода (H), в ядре которого есть нейтрон. Отношение D/H в океанах Земли составляет 1,56 x 10 в минус 4. Но отношение D/H трех изученных до сих пор комет (Галлея, Хякутаке и Хейл-Бопп) примерно в два раза выше. А это означает, что кометы, скорее всего, не являются источником воды на Земле.
Откуда же берется вода на Земле? Ученые считают, что пояс астероидов является домом для воды. Вода в метеоритах (из пояса астероидов) имеет широкий диапазон значений D/H. Однако среднее значение близко к значению воды на Земле. Однако с этой теорией есть некоторые проблемы. Особенно в объяснении концентраций благородных газов, которые в земной атмосфере иные, чем в метеоритах.
Пояс астероидов?
Однако в последние годы теория астероидной воды приобрела много сторонников. Спорным остается вопрос: много ли этой воды прибыло во время «поздней тяжелой бомбардировки»? Или это произошло во время основного периода аккреции? Аккреционные модели предсказывают, что большие ассоциации планет могут гравитационно взаимодействовать друг с другом. И в итоге они оказываются на орбитах, очень далеких от тех, на которых они были сформированы. Теоретически, земная вода может попасть на нашу планету на планетоидах размером с Луну и за пределами пояса астероидов. Однако, скорее всего, большая его часть достигла Земли во время «поздней тяжелой бомбардировки» телами из пояса астероидов.
Возможно, жизнь пришла к нам с других планет
Послушайте это. Слышите ли вы не выключенный кран на кухне? Не ленитесь, вставайте и прекратите разбазаривать наше богатство. Берегите воду! Ведь она пришла к нам из далекой страны!
Наполните его пригоршнями прохладной, свежей воды. Пейте его маленькими глотками и наслаждайтесь каждым бульканьем. И представьте, что вы пьете некий межзвездный нектар, который доступен не каждому на этой планете…..
Эта статья впервые появилась на сайте «Живой космос». Подписывайтесь на наши каналы!
