Воду на Землю принесли метеориты

Новое исследование редких базальтовых метеоритов показывает, что летучие вещества, которые имеют относительно низкие температуры кипения, такие как вода, могли появиться на нашей планете  с падающими на Землю метеоритами в течение первых двух миллионов лет существования Солнечной системы.

Поскольку такие элементы, как вода и углерод, являются важными ингредиентами для появления и поддержания  жизни на Земле, исследователи очень хотят знать, когда и как они появились на нашей планете.

«Сейчас мы изучаем большое количество находящихся в нашем распоряжении метеоритов, чтобы выяснить, где они находились в ранней Солнечной системе, и сколько воды в них было», – говорит Адам Сарафян, аспирант кафедры Земли, атмосферы, и планетарной науки в Массачусетском технологическом институте. «Мы пытаемся построить карту самой ранней внутренней солнечной системы. Где была вода, куда она двигалась и откуда она взялась?”

История воды

Ангритные метеориты, образовавшиеся во внутренней Солнечной системе имеют возраст примерно 4,56 миллиарда лет. В этот момент Земля, вероятно, имела всего лишь около 20 процентов от ее нынешнего размера, в то время как Марс, который сформировался более быстро, был, вероятно, близок к своему нынешнему размеру. Ученые пока не до конца понимают, как быстро сформировались Меркурий и Венера.

В это время внутренняя Солнечная система была горячим и сухим местом. Протопланеты и астероиды имели расплавленные поверхности, а в магме даже элемент, такой как углерод, который имеет точку кипения 4800 градусов Цельсия (8672 градуса по Фаренгейту), считается неустойчивым. Поэтому было неясно, когда в составе протоземли появились элементы с низкой температурой кипения, такие как вода, в частности, поскольку водород, необходимый для возникновения молекул воды, улетучился при высоких температурах.

«Был ли вообще водород в этих породах и в ранней Внутренней Солнечной Системе?» – задается вопросом Сарафян.

Сарафян и его коллеги измеряли содержание минералов в базальтовых метеоритах, а так же летучих элементов – водорода, углерода, фтора и хлора. Поскольку базальт образуется при охлаждении магматических пород, изменение уровня содержания летучих элементов в оливине прослеживается в составе базальтового расплава.

«Как только мы узнаем состав расплава, мы сможем рассчитать, каково содержание воды в метеорите», – сказал Сарафян.

Команда обнаружила, что некоторые из исследуемых метеоритов имели около 20 процентов содержания воды. Это количество воды указывает на то, что вода была довольно распространена 4,56 миллиарда лет назад, даже когда внутренняя Солнечная система все еще была горячей.

Базальтовые метеориты достаточно широко распространены в Солнечной системе. Этот пример – с Марса, обнаружен в северо-западной Африке (NWA) 7034, получил название «Черная красавица» – и имеет относительно большое количество воды. Источник изображения: НАСА.

Происхождение воды на Земле

Различные источники воды в Солнечной системе обычно сравниваются с земной водой, измеряя отношение изотопного дейтерия водорода к водороду ( D к H). В то время как это конкретное исследование не измеряло это соотношение, исследование Сарафиана, опубликованное ранее в 2017 году в журнале « Философские транзакции Королевского общества А», показало, что вода исследуемых метеоритов идеально соответствует водной композиции Земли. Это говорит о том, что вода, найденная в анритах и ​​ранняя земная вода, пролучена из одного источника.

«Довольно просто предположить, что вода Земли начала приближаться к Земле очень рано, прежде чем планета была полностью сформирована», – говорит Сарафян. «Это означает, что, когда планета достаточно охладилась, чтобы жидкая вода могла быть устойчивой на ее поверхности, вода уже была здесь».

“К тому времени, когда Земля была полностью сформирована 4,54 миллиарда лет назад, Марс уже имел историю в 20 миллионов лет, имея воду и другие летучие вещества на своей поверхности, такие как углерод, фтор и хлор” –  добавляет Сарафян. Другие исследования представили обильные доказательства существования воды на поверхности Марса в древнем прошлом, включая древние русла рек и минералы, образовавшиеся в воде, такие как гематит.

 

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Комментировать

Войти с помощью: 

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: