Nowe spojrzenie na pochodzenie wody na ziemi

Budulec Ziemi mógł mieć znacznie więcej wody niż wcześniej sądzono. Głębokie zapasy wody na Ziemi mogły pochodzić raczej z lokalnych źródeł niż z odległych regionów Układu Słonecznego.

Nowa analiza meteorytów z wewnętrznego Układu Słonecznego – domu czterech skalistych planet – sugeruje, że bloki budulcowe Ziemi dostarczyły wystarczającą ilość wody, aby uwzględnić całą H2O zakopaną w planecie. Co więcej, woda wytwarzana przez lokalny pierwotny materiał budowlany prawdopodobnie ma bliskie pokrewieństwo chemiczne z głębinowymi rezerwami Ziemi, wzmacniając w ten sposób połączenie, donoszą naukowcy w Science 28 sierpnia .

Uważa się, że Ziemia narodziła się na międzyplanetarnej pustyni, zbyt blisko słońca, aby lód wodny mógł przetrwać. Wielu badaczy podejrzewa, że woda oceaniczna została dostarczona pod koniec formowania się Ziemi przez wypełnione lodem asteroidy, które przybyły z chłodniejszych, bardziej odległych regionów Układu Słonecznego. Ale ocean nie jest największym zbiornikiem wodnym planety. Naukowcy szacują, że wnętrze Ziemi zawiera kilkakrotnie więcej wody niż na powierzchni.

Aby sprawdzić, czy materiał, z którego powstała Ziemia, mógł dostarczyć tę głęboką wodę, kosmochemik Laurette Piani z University of Lorraine w Vandœuvre-lès-Nancy we Francji wraz z kolegami przeanalizowała meteoryty znane jako chondryty enstatytowe. Piani mówi, że dzięki wielu podobieństwom chemicznym do skał ziemskich te stosunkowo rzadkie meteoryty są powszechnie uważane za dobre analogi pyłu i skał kosmicznych z wewnętrznego układu słonecznego, z których zbudowano budulec Ziemi.

Ona i jej zespół zmierzyli obfitość wodoru w tych meteorytach – przybliżoną ilość H2O, które mogą wyprodukować – i obliczyli, że lokalne szczątki międzyplanetarne mogą dostarczyć co najmniej trzy razy więcej wody niż we wszystkich oceanach. Piani mówi, że meteoryty nie zawierają wody. Raczej zawierają wystarczającą ilość surowych składników, aby po podgrzaniu wytworzyć wodę.

W meteorytach zespół znalazł również bliskie dopasowanie do rodzaju wody znajdującej się w płaszczu Ziemi. Niewielka ilość wszystkich cząsteczek wody na Ziemi zawiera ciężką odmianę wodoru znaną jako deuter. Stosunek deuteru do wodoru w chondrytach enstatytów mieści się w zakresie mierzonym w głębokich wodach Ziemi. Zespół argumentuje, że podobieństwo to przemawia za tym, że lokalne bloki budulcowe są źródłem większości wody na naszej planecie.

„Ta praca jest czymś, co chciałem wykonać samodzielnie lub na kogoś czekałam” – mówi Lydia Hallis, planetolog z University of Glasgow w Szkocji. W 2015 roku kierowała zespołem, który mierzył obfitość deuteru w pióropuszach lawy, które sięgają głęboko w płaszcz Ziemi. „Bardzo się cieszę, że [nowe dane] znajdują się w regionie, w którym znajdują się nasze poprzednie dane z próbek głębokiego płaszcza”.

Hallis i inni podkreślają, że te nowe pomiary są trudne. Gdy meteoryty uderzą w ziemię, szybko pochłaniają wodór ze środowiska ziemskiego. „Zrobili naprawdę dobrą robotę, wybierając odpowiednie meteoryty i dokonując właściwych pomiarów” – mówi. „To całkiem przekonujące, że wodór, który mierzy się, pochodzi z chondrytów enstatytów, a nie z ziemskiego skażenia”.

Enstatyty chondryty również mogły wnieść dużo wody do oceanów – ale to nie wszystko. Stosunek deuteru do wodoru w wodzie oceanicznej, który jest nieco wyższy niż w wodzie w płaszczu, jest lepiej dopasowany do stosunku występującego w lodowych asteroidach z zewnętrznego Układu Słonecznego. „Nadal potrzebujemy trochę wody pochodzącej z zewnętrznego układu słonecznego” – mówi Piani. Tak więc, podczas gdy lokalne materiały mogły dostarczyć większość wody na Ziemi, prawdopodobnie nieco później poziom oceanów został uzupełniony przez zderzenia z odległymi skałami kosmicznymi.

 

Źródło: Christopher Crockett

L. Piani et al. Earth’s water may have been inherited from material similar to enstatite chondrite meteoritesScience. Vol. 369, August 28, 2020. doi: 10.1126/science.aba1948.

Zdjęcia: L. PIANI, MUSEUM OF NATURAL HISTORY IN PARIS

 

Tematy:
Subscribe
Powiadom o
guest
0 komentarzy
Inline Feedbacks
View all comments
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x