Ранее существовало мнение, что расстояние от Земли до границы, где вода могла стабильно существовать в газопылевом диске на этапе формирования планет, слишком велико. Это наводило на мысль, что Мировой океан образовался в результате доставки множества ледяных объектов из отдаленных районов Солнечной системы. Однако теперь установлено, что столь интенсивная кометная бомбардировка не была необходима.
В нашей Галактике можно наблюдать сотни молодых звезд, имеющих протопланетные диски. Исследователи стремятся выяснить, каким образом в этих скоплениях газа и пыли формируются новые планеты. Существует гипотеза о наличии в каждой планетной системе так называемой «снежной линии» — границы, за которой лед способен устойчиво и на протяжении длительного времени сохраняться на небольших твердых частицах. Таким образом, на меньшем расстоянии от звезды этот лед, вероятно, уже должен испаряться.
Определение этой границы породило любопытный парадокс: в протопланетном диске нашей Солнечной системы «снеговая» зона, где начиналось выпадение льда, предположительно располагалась на расстоянии примерно трех астрономических единиц от звезды. Это значительно дальше Земли и даже за орбитой Марса. Возникает вопрос о том, каким образом наша планета приобрела такое обилие воды. Следует отметить, что геологические данные свидетельствуют о наличии океанов и на Марсе в древности.
В результате этого в сценарий первых этапов формирования Солнечной системы включили эпизод масштабного перемещения ледяных тел из ее внешних областей. Ранее считалось, что наша планета образовалась из «сухого» вещества, однако затем была подвержена интенсивному обстрелу кометами. В настоящее время появляется информация о том, что Земля могла бы и без них накопить воду. К такому выводу пришли исследователи из Франции и Италии рассказали в недавней статье для The Astrophysical Journal Letters.
Ими была создана модель протопланетного диска, учитывающая изменение энергии взаимодействия молекул воды с пылевыми частицами в зависимости от их удалённости от звезды. Ученые полагают, что даже для находящихся в непосредственной близости пылинок эта связь с водой может существенно отличаться, поскольку сами частицы, вероятно, имели разнообразные формы и различались ориентацией. Соответственно, склонность льда к испарению также должна была распределяться неравномерно для всех частиц, следуя гауссовой кривой — графику, демонстрирующему возможные отклонения от наиболее вероятного среднего значения.
Полученные данные убедили ученых в том, что граница, определяющая наличие льда в протопланетном диске, не является столь строгой и четкой, как считалось ранее. Действительно, по мере приближения к звезде вода начала испаряться, однако это происходило не мгновенно и не в полном объеме, а постепенно. Согласно проведенным расчетам, Земля расположена в благоприятной «переходной зоне», где часть воды могла сохраняться.
Данное объяснение, по мнению исследователей, успешно описывает количество воды, обнаруженное в различных метеоритах. Среди основных гипотетических предшественников Земли называют энстатитовые хондриты, в которых также присутствует небольшое количество воды.
Согласно приблизительным расчетам, создание нашей планеты потребовало нескольких десятков миллионов лет. В настоящее время специалисты считают, что этого времени оказалось достаточно для того, чтобы Земля собрала в себе будущий Мировой океан. Роль комет в этом процессе не отрицается, однако астрономы полагают, что она была относительно небольшой.