Вода. Казалось бы, нет ничего проще и доступнее людям на этой планете, чем вода. Вот же она – открыл кран и бери сколько хочешь. Выйди на улицу – вокруг вода. Лужи, сугробы, ручейки, озера и океаны. Воды вокруг полно. Кажется, что она есть везде. Однако это совсем не так. По данным ООН около трети населения Земли не имеет доступа к чистой питьевой воде. И это в 21 веке! Нам очень повезло, что мы живем в таких широтах и на такой земле, где доступ к этому весьма ценному ресурсу практически неограничен. Да, у нас холодно. И не везде на нашей огромной территории людям комфортно жить. Однако вода у нас есть. И это, на самом деле, не само собой разумеющийся факт. Потому что так должно было произойти совсем не обязательно. И Земле очень повезло.
Этот факт продолжает длинный список минимальных условий, при которых на нашей планете появилась и развилась жизнь.
Как появилась вода на нашей планете?
Итак, вопрос. Так откуда появилась вода на Земле? И это очень хороший вопрос. Ученые-планетологи работают над ним уже много лет. И ответы на него часто менялись. По крайней мере до недавнего времени. Так в чем же проблема? Дело в том, что исследователи уверены, что вода никак не могла появиться на том же расстоянии от Солнца, на котором Земля находится сейчас. Считается, что солнечная туманность, из которой образовались все планеты, на таком расстоянии была слишком горячей, чтобы вода могла конденсироваться. Кроме того, водяной пар недостаточно быстро реагирует с горными породами для образования гидратированных минералов. Поэтому считается, что вся земная вода должна была возникнуть достаточно далеко от Солнца. Скорее всего в поясе астероидов (между 2 и 3,5 а.е.). Или в районе планет-гигантов (между 5 и 30 а.е.). Где, как считается, сформировались кометы.
На протяжении многих лет кометы были лучшими кандидатами на роль «поставщиков» воды на Землю. Ведь практически все кометы представляют собой смесь 50% воды и 50% других материалов. В основном это порошкообразные силикаты. Кроме того считается, что нынешний испещренный кратерами вид Луны создал поток объектов (вероятно комет), столкнувшихся с Луной (и Землей) между 4,5 и 3,8 миллиардами лет назад. Этот период времени известен как «поздняя тяжелая бомбардировка». Некоторые исследователи предполагают, что кометы являются отличными кандидатами для подобной бомбардировки. Поскольку время аккреции твердых тел за пределами Солнечной системы было большим, чем в регионе, где сформировались планеты земной группы. Казалось бы – ну все, вопрос закрыт!
Вмешался дейтерий
Нет, друзья мои. Кометная гипотеза происхождения земной воды сталкивается, однако, с серьезной проблемой. Она возникла в тот момент, когда ученые смогли измерить отношения D/H. Дейтерий (D) представляет собой изотоп водорода (H), который имеет нейтрон в своем ядре. Отношение D/H в океанах Земли составляет 1,56 х 10 в минус 4. Однако отношение D/H у трех исследованных к настоящему времени комет (Галлея, Хякутакэ и Хейла-Боппа) примерно в два раза больше этого значения. И это означает, что кометы вряд ли являются источником земной воды.
Тогда откуда взялась земная вода? Ученые рассматривают в качестве родины воды пояс астероидов. Вода в метеоритах (прибывающих из пояса астероидов) имеет широкий диапазон значений D/H. Но среднее значение близко к тому, которое содержится в воде на Земле. Хотя есть некоторые проблемы и с этой теорией. Особенно в объяснении концентраций инертных газов, которые отличаются в атмосфере Земли от концентраций в метеоритах.
Пояс астероидов?
Однако в последние годы у теории воды из астероидов все же появилось много сторонников. Вопрос, который продолжает вызывать споры, заключается в том, поступила ли большая часть этой воды во время «поздней тяжелой бомбардировки»? Или это случилось во время основного периода аккреции? Модели аккреции предсказывают, что большие планетезимали могут гравитационно взаимодействовать друг с другом. И оказаться на орбитах, очень далеких от тех, на которых они сформировались. Теоретически земная вода могла попасть на нашу планету на борту планетезимали размером с Луну и из-за пределов пояса астероидов. Но вполне вероятно, что основная ее часть все-таки прибыла на Землю в период «поздней тяжелой бомбардировки» телами из пояса астероидов.
Прислушайтесь. Слышите, как на кухне журчит незавернутый кран? Не поленитесь, встаньте с дивана и прекратите разбазаривать наше достояние. Берегите воду! Ведь она прилетела к нам из очень далеких краев!
Наберите граненый стакан прохладной свежей воды. Выпейте ее мелкими глотками, наслаждаясь каждым бульком. И представьте себе, что вы пьете некий межзвездный нектар, доступный далеко не всем на этой планете…