Многие считают, что воду на нашей планете принесли небесные тела. Новое моделирование показало, что вся вода могла сформироваться непосредственно на Земле. Для нужных химических реакций достаточно сравнительно короткого периода времени, за который планета могла удержать водород в своей атмосфере.
Вода играет огромную роль в формировании земной коры и поддержании жизни на планете. Однако происхождение столь большого количества воды на Земле до сих пор точно не известно. снеговой линииТам вода не могла превратиться в вечные льды и легко уходила под воздействием высоких температур и излучения звезды. Недаром многие астероиды той же эпохи имеют удивительно сходный состав, за исключением полного отсутствия воды.
Наиболее распространённая версия этого парадокса заключается в том, что влага… занесенаОбразование Земли происходило после её формирования под воздействием интенсивного обстрела ледяными небесными телами. Существует иная гипотеза: планета сформировалась непосредственно на месте вследствие протекавших химических реакций на молодой поверхности. опубликована в журнале Nature.
Наблюдения за далекими экзопланетами показывают: у многих тел размером несколько раз больше Земли есть богатая водородом атмосфера. Если эти планеты достигают размеров мини-нептунов, то такая атмосфера может сохраняться долгое время. Более мелкие планеты быстро теряют летучий водород и лишь позже формируют вторичные атмосферы, наполненные другими газами. Это позволяет предположить, что молодая Земля некоторое время обладала богатой водородом атмосферой.
Эдвард Янг и соавторы изучили возможные химические процессы на ранней Земле, когда атмосфера состояла из водорода. Модель учитывала высокую температуру поверхности, богатой расплавленной магмой, а также наличие в коре различных веществ: железа, силикатных соединений, оксидов натрия, метана, кислорода, диоксида углерода и других. Все это происходило под плотным слоем водорода, усиливавшим парниковый эффект.
Моделирование показало возможность протекания разнообразных химических процессов на планете, некоторые из которых происходили на самом деле. В модели активно включались кислород, кремний и водород в железо земного ядра, сделав его менее плотным, чем чистое железо, как в настоящей Земле. Модель также продемонстрировала реакцию выделяющегося из магмы кислорода с водородом в атмосфере, образующей воду. Количество воды получилось примерно таким же, как и на Земле.
Исследователи заявляют, что такая модель достаточно устойчива к различным начальным условиям. Образование воды по такому же принципу возможно и при других температурах и размерах космического тела, пока оно не станет слишком маленьким (что может объяснить отсутствие влаги на Марсе). Кроме того, в ранней истории Земли могла образоваться значительно больше воды, чем сейчас. Возможно, часть её исчезла из-за распада под воздействием солнечного излучения и крупных столкновений с небесными телами, включая тот, что привел к появлению Луны.