Kiedy powstała Ziemia, było za gorąco na wodę. Ale skąd ona się wtedy wzięła? Dwa nowe badania pokazują, jaką rolę odegrał Jowisz.
Ludzkość istnieje, ponieważ nastąpiła prawdziwa eksplozja. I nie raz. W godzinach narodzin Układu Słonecznego cząsteczki pyłu najpierw tworzyły małe kawałki, a następnie duże asteroidy. Masywne ciała nieustannie łączyły się ze sobą i wtapiały w nowe ciało. Ostatecznie pozostało tylko kilka szczątków planetarnych, które stopniowo oczyszczały drogę wokół Słońca. Tak wyglądała Ziemia 4,5 miliarda lat temu.
Ta teoria pochodzenia Ziemi jest naukowym kompromisem. Tylko on nie odpowiada na wszystkie pytania. Skąd wzięła się woda na niebieskiej planecie? W końcu badacze są zgodni co do tego, że kiedy powstawała Ziemia, było za gorąco dla cząsteczek wody. Istnieje kilka teorii na temat jego pochodzenia.
Dwa istotne badania jednocześnie promują jedną z najnowszych teorii, zgodnie z którą Jowisz odegrał wiodącą rolę. Woda i inne ciekłe substancje zostały sprowadzone na Ziemię nie w sposób, w jaki o tym myśleli wcześniej, na późniejszym etapie za pomocą komet i asteroid, a już na pierwszym etapie wyłaniania się planety.
Na początku był upał
Kiedy miało miejsce kosmiczne bombardowanie, temperatura wewnątrz Układu Słonecznego była tak wysoka, że woda istniała tylko w postaci gazu. Ale młode, nieuformowane planety nie mogły przyjąć tego gazu. Zamiast tego silny wiatr słoneczny wyniósł ją w głębiny kosmosu. Dopiero później istotny związek chemiczny H20 powrócił z zewnętrznego, zimnego Układu Słonecznego. Gdy? I jak?
Badania przeprowadzone przez naukowców Mario Fischera-Gödde i Thorstena Kleine'a z Uniwersytetu w Münster wskazują, że dziwny ruch Jowisza podczas pierwszego miliona lat Układu Słonecznego sprowadził wodę z powrotem na Ziemię. Dane te są sprzeczne z rozpowszechnioną teorią, zgodnie z którą woda dostała się na Ziemię dopiero w ostatniej fazie powstania Ziemi 4,4-3,9 miliarda lat temu, przy pomocy meteorytów i asteroid. Ich głównym argumentem jest rzadki pierwiastek ruten.
Film promocyjny:
Materiał ma specjalne właściwości. Grawituje w kierunku żelaza, syderofilnego, jak twierdzą naukowcy, i dlatego we wczesnych stadiach wyłaniania się planety w większości opadał do jądra, które zawiera żelazo. Ale ruten znajduje się również w warstwach skorupy ziemskiej i płaszcza. Idealny dla Fischer-Gedde i Kleine, ponieważ dzięki temu wiedzą, co powiedzieć o najnowszej historii Ziemi.
Wędrujący Jowisz
Ruten lądowy ma specyficzny skład. Składa się z atomów o różnej liczbie neutronów, izotopów, a zatem posiada rodzaj chemicznego odcisku palca, który zespół mógłby porównać do rutenu z młodych meteorytów.
W zależności od pochodzenia meteorytów, które są pozostałościami młodego Układu Słonecznego, różni się również skład ich rutenu. Komety zawierające wodę z zewnętrznego układu słonecznego mają inne odciski palców niż suche meteoryty z wewnętrznego układu słonecznego. Można tym wytłumaczyć pochodzenie płaszcza z ostatniego etapu wyłaniania się Ziemi.
Wyniki badań Fischera-Gedde wskazują, że płaszcz pochodzi z meteorytów z rodziny chondrytów enstatytów. Wydaje się, że bogate w wodę obiekty z zewnętrznego układu słonecznego nie zapadły się.
„Ponieważ możemy wykluczyć, że woda dotarła na Ziemię wraz z meteorytami, stało się to tuż przed tym” - mówi Torsten Kleine. Jego badania uzasadniają model „Big Pivot”, który powstał zaledwie kilka lat temu.
Zgodnie z tym modelem, młody Jowisz dryfował w kierunku wewnętrznego Układu Słonecznego w wyniku działania powłoki gazowej planety. Kiedy Saturn wynurzył się później, został ponownie wyciągnięty na zewnątrz na dzisiejszą orbitę. Podczas gdy gazowy gigant pchał skalistą materię w kierunku Słońca w drodze powrotnej, wyrzucał meteoryty i wodę z zewnętrznego układu słonecznego w kierunku Ziemi. „To sprowadziło w pewnym momencie na Ziemię wiele meteorów zawierających wodę” - mówi Kleine. I stało się to dość wcześnie w historii Ziemi.
Bezwodne meteoryty ukształtowały Ziemię
Inne badanie Nicholasa Daufasa z University of Chicago wsparło naukowców w ich teorii. Amerykański badacz również zwrócił się do idei rutenu i zastosował go do kilku pierwiastków jednocześnie. Wszystkie z nich pojawiają się zarówno na Ziemi, jak iw meteorytach. W przeciwieństwie do niemieckich naukowców, nie sprawdzał swoich założeń na rzeczywistych elementach kosmicznych, ale na podstawie dostępnych badań opracował model matematyczny dotyczący pochodzenia materiału ziemskiego. Według niej Ziemia pojawiła się w dwóch fazach. W pierwszym etapie materiał budowlany został utworzony przez niektóre bogate w wodę meteoryty z zewnętrznego Układu Słonecznego - około jednej dziesiątej ówczesnej masy Ziemi - oraz bezwodne enstatyty chondryty. Na drugim etapie nie było już meteorytów bogatych w wodę, na Ziemię wysłano jedynie enstatytowe chondryty.
Brak danych o kometach
Problem w tym, że wszyscy naukowcy badali tylko meteoryty, czyli ciała niebieskie, które spadły na Ziemię. „Zakładamy, że stosunek izotopów rutenu jest mniej zgodny ze stosunkiem z Ziemią, im dalej od Słońca pojawiają się komety” - mówi Kleine. „W ten sposób wykluczamy zewnętrzne ciała niebieskie jako nośniki wody na ostatnim etapie wyłaniania się Ziemi”. Jeśli wbrew oczekiwaniom poza Układem Słonecznym znajdują się komety, które mają takie same izotopy rutenu jak Ziemia, model ten przestanie działać.
Do rozwiązania zagadki źródła wody na ziemi brakuje wiarygodnych danych o takich ciałach niebieskich. Mogą być dostarczane z wypraw komet. Ponieważ misja Europejskiej Agencji Kosmicznej Rosetta nie dostarczyła jeszcze wystarczających danych, naukowcy stawiają na przyszłe projekty. Jednak oficjalna decyzja o takiej misji nie została jeszcze podjęta.
Tobias Landwehr