Извержение одного из вулканов Исландии выносит на поверхность вещество из глубинных слоев Земли, изучение состава которого позволяет получить представление о происхождении воды на нашей планете
Как известно, большая часть земной поверхности покрыта водой. Да, воды на Земле очень много, а ее происхождение — предмет дискуссий маститых ученых. Довольно популярной является теория, согласно которой наша планета сформировалась без воды, а жидкость, дающая жизнь, появилась на Земле благодаря астероидам или кометам. Предполагается, что богатые водой космические объекты падали на Землю в течение десятков и сотен миллионов лет, постепенно насыщая планету водой.
Сейчас появилась и другая теория, согласно которой вода была на Земле изначально — при формировании планеты из газопылевого облака, которое дало жизнь Солнечной системе, Земля взяла достаточно воды уже на старте. Если это действительно так, то богатые водой планеты не должны быть редкостью во Вселенной.
Для того, чтобы узнать источник воды на Земле, ученые проанализировали состав нескольких потенциальных источников H2O, включая астероиды и кометы. При том изучалось соотношение тяжелых изотопов водорода на космических телах и в океанах Земли. Правда, этот анализ может быть вовсе не показательным, поскольку, как считает Линда Халлис, планетолог из Университета Глазго, с течением времени соотношение изотопов в земной воде могло поменяться, и довольно значительно.
Поэтому ученые решили искать место на Земле, где изотопный состав может быть аналогичен тому, что было в самом начале истории Земли. И такое место было найдено — это Баффинова Земля, Арктика. Остров имеет вулканическое происхождение и состоит преимущественно из базальтов, образовавшихся очень давно. Здесь происходили извержения, выносящие на поверхность Земли вещество из глубинных слоев мантии. Вещество на такой глубине, вероятно, находится в изолированном состоянии еще с начала времен. Сейчас ранее извергнутая лава превратилась в базальты. В теории, в этих базальтах должны сохраниться изотопы гелия, которые были потеряны водоемами Земли миллионы лет назад. Ученые решили провести сравнение «отпечатков» легких изотопов гелия космических тел и острова.
Как оказалось, концентрация изотопов гелия в базальтах острова и в водоемах Земли очень различается. Это может служить подтверждением теории смены состава земной воды с течением времени. Кроме того, изотопный состав древних пород Земли отличается от изотопного состава углистых хондритов — богатой водой разновидности астероидов, которые, как считается, и служили источником воды для нашей планеты. Исследования, проведенные командой Линды Халлис, позволяют говорить о несостоятельности «астероидной теории».
Вместо этого Линда с коллегами предложила другую теорию: вода на Землю попала вместе с веществом газопылевого облака, из которого сформировалась Солнечная система. По мнению специалистов, изотопный состав Юпитера должен быть близок к изотопному составу газопылевого облака — родоначальника Солнечной системы. И после проведения соответствующих анализов оказалось, что «изотопный след» Юпитера близок к «изотопному следу» Баффиновой Земли.
Ранее также считалось, что температура протооблака была слишком высока для того, чтобы там могла находиться вода. Команда же Линды Халлис предположила, что в облаке вода связаывалась с частицами пыли, вместе с которыми H2O и попадала на зарождающуюся Землю. Моделирование показало, что такой вариант развития событий действительно мог иметь место, и схожий изотопный состав земных пород и космических объектов может служить подтверждением новой теории.
Интересно, что и астероидная теория не отбрасывается учеными. Дело в том, что специалисты считают астероиды источником и других элементов для молодой Земли, включая углерод, азот и благородные газы. Что касается воды, то она могла попасть на Землю и с астероидами других типов, которых уже нет рядом с нашей планетой, считает космохимик Конел Адександр из Carnegie Institution for Science, США. Сейчас, по его мнению, нужно внимательно изучить все данные, которые есть у ученых, сравнить теоретические выкладки с набором фактов и сделать соответствующие выводы.
Тем не менее, если Линда Халлис с коллегами права, говорит Александр, то это означает, что формирование богатых водой планет — вовсе не редкость для Вселенной, а скорее правило.
Автор: marks
