Учені запропонували нову теорію, звідки на Землі з'явилася вода

Отже, вся земна вода має позаземне походження. Дослідження найдавніших порід вказують на те, що рідка вода існувала вже 4,5 мільярда років тому, практично одночасно з утворенням Сонця. Тривалий час астрономи пов'язували це з ударами комет або астероїдів, проте у французькому журналі Astronomy & Astrophysics з'явилася нова теорія: вода могла прибути на Землю завдяки випаровуванню льоду з первісного поясу астероїдів.

Подробиці: Quentin Kral et al, An impact-free mechanism to deliver water to terrestrial planets and exoplanets, Astronomy & Astrophysics(2024). DOI: 10.1051/0004-6361/202451263

Історія питання: комети, астероїди та "ікс-фактор"

Спочатку припускали, що запас води могла дати сама Земля (через вулканічні виверження і виділення пари з магми). Але в 1990-х учені, аналізуючи ізотопний склад земної води (особливо співвідношення дейтерію і звичайного водню D/H), дійшли висновку, що її характеристики ближчі до астероїдів "вуглецевого" типу, ніж до комет. Так сформувалася гіпотеза, що великі порції води доставлялися саме астероїдами.

Залишалося питання: яким чином уламки з поясу між Марсом і Юпітером могли потрапляти на гарячу Землю в таких кількостях, щоб "створити" повноцінні океани? Існували теорії "гравітаційного більярду" - серія збурень, які вибивають крижані об'єктам на траєкторії до внутрішніх планет. Однак нова ідея пропонує більш елегантний варіант.

Суть нової гіпотези: "випаровування льоду" та утворення парового диска

1. Спочатку "крижані" астероїди
   У проеволюціонованому протопланетному диску, де формувалися зародки планет і пояс астероїдів, льоду було в надлишку. Щойно диск розсіявся - а це сталося через кілька мільйонів років після утворення Сонця - крижані тіла в поясі почали нагріватися, втрачаючи лід шляхом сублімації.

2. Паровий диск навколо Сонця
   За практично нульового тиску космосу вода з астероїдів перебувала у вигляді пари і формувала "вторинний" газовий диск, що поширювався всередину, ближче до Сонця.

3. Контакт із внутрішніми планетами
   Земля, Марс, а також Венера і Меркурій опинялися немов "обмиті" цією парою. Процес досягав максимуму приблизно через 20-30 мільйонів років після народження Сонця, коли його світність різко зросла.

   У підсумку планети захоплювали помітну частку пари гравітаційно, створюючи запаси води, якої було достатньо для формування океанів і підземних резервуарів. Причому переробка цієї пари в рідку фазу і "консервування" води на Землі йшли через водний цикл, що розвивався, - пара конденсувалася в хмарах і поверталася дощами.

Підтверджувальні фактори та перспективи

• Вимірювання D/H (співвідношення дейтерію)
  Модель автора точно відтворює ізотопний склад земної води.
• Недавні місії до астероїдів (Hayabusa 2, OSIRIS-REx)
  Виявили на великих уламках і самих астероїдах гідратовані мінерали, що вказують на наявність води в минулому.
• Інтерес до спостережень ALMA
  Астрономи можуть шукати водяну пару у молодих зірок із масивними поясами астероїдів, щоб підтвердити в реальному часі існування схожого процесу.

Чому це важливо?

Якщо гіпотеза правильна, ми отримуємо новий погляд на історію земної води. Система, що формувалася з "пари", може пояснити не тільки, як на Землі (і на Марсі) з'явилися значні обсяги H2O, а й чому її кількість так стабільно підтримувалася наступні 4,5 мільярда років. Автори припускають, що подібні механізми можуть діяти і в інших зоряних системах, підвищуючи шанси виявити екзопланети з рідкою водою - найважливішою умовою для зародження життя.