Вода океанов могла появиться прямо на Земле

Считается, что большую часть воды на нашу планету принесли небесные тела. Однако новое моделирование показало, что весь ее объем мог сформироваться прямо на Земле. Для нужных химических реакций достаточно сравнительно короткого отрезка времени, в течение которого планета могла удержать водород в своей атмосфере.

Вода, несомненно, играет огромную роль в формировании коры нашей планеты и существовании жизни на ней. Однако мы до сих пор в точности не известно, откуда она появилась на планете. Земля сформировалась во внутренних областях Солнечной системы, ближе к «снеговой линии», где вода не могла превратиться в вечные льды и легко уносилась прочь под действием высоких температур и излучения звезды.

Самая популярная на сегодня гипотеза объясняет этот парадокс тем, что влага была занесена на Землю уже после образования планеты, в процессе долгой и активной бомбардировки богатыми льдом небесными телами. Однако существует и другое предположение, согласно которому она сформировалась непосредственно на нашей планете, за счет протекавших на молодой планете химических реакций. Такую возможность продемонстрировала новая работа ученых из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

В самом деле, наблюдения далеких экзопланет показывают, что у многих тел размерами всего в несколько раз больше Земли есть богатая водородом атмосфера. Если они достигают размеров мини-нептунов, то такая атмосфера способна удерживаться достаточно долго. Более мелкие планеты быстро теряют летучий водород и лишь впоследствии формируют вторичные атмосферы, наполненные другими газами. Тем не менее это позволяет предположить, что и молодая Земля некоторое время обладала богатой водородом атмосферой.

Поэтому Эдвард Янг и его соавторы рассмотрели, какие химические процессы могли развиваться на нашей планете в тот краткий — порядка десятков миллионов лет — период, пока она сохраняла водород в атмосфере. Модель учитывала высокую температуру от покрытой расплавленной магмой поверхности, наличие в коре разнообразных химических веществ, включая железо, силикаты, оксиды натрия, метан, кислород, диоксид углерода и так далее — под плотным слоем водорода, создававшего дополнительный мощный парниковый эффект.

Моделирование показало, что в таких условиях на планете могли протекать самые разнообразные химические процессы, и некоторые из них действительно были. Например, в модели шло активное включение кислорода, кремния и водорода в железо земного ядра, которое сделало его менее плотным, нежели чистое железо. Это характерно и для ядра настоящей Земли. Но помимо этого, модель продемонстрировала, что выделяющийся из магмы кислород способен реагировать с водородом в атмосфере, образуя воду. Более того, ее относительное количество оказалось примерно тем же, что и на Земле.

Авторы отмечают, что такая модель довольно устойчива к различным начальным условиям. Образование воды по той же схеме возможно и при других температурах и размерах небесного тела, пока оно не становится слишком маленьким (что может объяснять отсутствие влаги на Марсе). К тому же при некоторых обстоятельствах на молодой Земле могло сформироваться намного больше воды, чем есть сегодня. Возможно, часть ее была потеряна в результате распада под действием солнечного излучения и масштабных ударов небесных тел, включая тот, что привел к появлению Луны.

Читайте новости Каталога Минералов на Яндекс

новости из рубрики Планета Земля

29.05.2025 Установлен источник влаги для озера в Сахаре

Путем анализа климатических данных за первые 2 десятилетия текущего века ученые выяснили, что озеро Себха-эль-Мелах на северо-западе Сахары периодически заполняется штормами из Атлантического океана, а не муссонными дождями с юга, как предполагалось. Это раскрывает потенциальное влияние данных процессов на регион в прошлом и будущем. »»»
29.05.2025 Изучена первичная земная кора

Путем моделирования ученые подтвердили формирование первичной земной коры механизмом дифференциации исходного расплава и установили, что она характеризовалась неоднородностью, проявляемой по аномалиям неодима-142, и могла стать исходным материалом для формирования архейских пород. »»»
26.05.2025 Вулканизм создал условия для формирования современной атмосферы

Путем моделирования ученые выяснили, что масштабные проявления вулканизма в конце архея приводили к повышению парникового эффекта за счет насыщения атмосферы углекислым газом, который интенсифицировал выветривание на молодых континентах. Высвободившиеся биогенные элементы с поверхностным стоком поступали в океан, способствуя распространению фотосинтезирующих микроорганизмов и, следовательно, росту концентрации кислорода. После прекращения вулканизма ресурсы быстро истощались выросшими популяциями, что вело к их сокращению. Это объясняет скачки концентрации кислорода в атмосфере до кислородной катастрофы. »»»
22.05.2025 Открыт новый тип почвенных микроорганизмов

По результатам изучения Критической зоны Земли в США и Китае в глубоких слоях почв обнаружены микроорганизмы CSP1-3. Анализ ДНК показал, что они произошли от древних микроорганизмов, обитавших в водах гидротермальных источников. CSP1-3 выполняют ключевую роль в фильтрации воды, осуществляя переработку содержащихся в ней углерода и азота. »»»
22.05.2025 Изучены последствия отсутствия Ла-Нинья

Предполагается, что в условиях наступившей нейтральной фазы ENSO вместо Ла-Нинья это лето будет жарким, и возрастет ураганная активность в Атлантике. »»»
21.05.2025 Зафиксировано сокращение продолжительности зимы в Арктике

По результатам анализа мониторинговых данных арктических метеостанций за последние десятилетия ученые выяснили, что в данном регионе смещаются временные границы зимы, и сокращается ее общая продолжительность. Причем эти изменения проявляются неравномерно. Они согласуются с глобальными тенденциями потепления и отражают региональные особенности трансформации климата. »»»
20.05.2025 Испытан новый метод анализа минерального состава пород и определения органики на примере пещер

Ученые с использованием ультрафиолетовых ламп и портативного спектрометра изучили пещеру Винд. По результатам раскрыт новый механизм ее образования. »»»
16.05.2025 Определена самая северная точка суши

Статус самой северной точки суши был возвращен острову Inuit Qeqertaat, который являлся ей до 1978 г. Обнаруженные позже объекты, претендовавшие на это звание, оказались айсбергами. »»»
15.05.2025 Полярные морские льды продолжают деградировать

Прошедшей зимой зафиксировано минимальное значение глобальной площади морского льда. Оно стало результатом минимального уровня морского арктического ледового покрова и второго наименьшего значения для Антарктики. »»»
12.05.2025 Обнаружен новый источник парникового газа

Ученые выяснили, что закись азота формируется в поверхностных водах путем абиотического процесса фотохемоденитрификации. Причем он происходит более интенсивно, чем считавшаяся основным источником данного газа микробная нитрификация. »»»