Astronomai Seanas Raymondas (Bordo universitetas, Prancūzija) ir Andre Isidoro (São Paulo Julio de Mesquita Filho universitetas, Brazilija) aprašė galimą vandens patekimo į Žemę mechanizmą. Jų tyrimai buvo paskelbti žurnale Icarus, kurį galima rasti svetainėje arXiv.org, o pirmasis autorius apie tai kalbėjo savo tinklaraštyje.
Mokslininkai mano, kad vanduo Žemėje ir dangaus kūnai ah iš asteroidų juostos tarp Marso ir Jupiterio orbitų bendra kilmė, pirmiausia siejamas su formavimu dujų milžinai Saulės sistemoje.
Vandenynai dengia tris ketvirtadalius Žemės, bet paviršinis vanduo sudaro tik vieną keturią tūkstantąją dalį bendra masė planetos. Vandens yra ir mantijoje (hidratuotų uolienų pavidalu), ir Žemės šerdyje. Kiek ten yra, nežinia, tikriausiai dešimt kartų daugiau nei paviršiuje.
Apskritai Žemėje vandens yra mažai, taip pat yra ir Mėnulyje, Merkurijuje, Veneroje ir Marse. Galbūt tai buvo Veneroje ir Marse daugiau vandens. Pagrindinis vandens rezervuaras Jupiterio orbitoje yra asteroidų juosta.
Vidinėje pagrindinės juostos dalyje, 2-2,3 astronominio vieneto atstumu nuo Saulės, vyrauja S klasės (uoliniai), išorinėje - C klasės (anglies) asteroidai. Yra ir kitų asteroidų, bet ne tokių masyvių. C klasės asteroiduose vandens yra daugiau nei S klasės asteroiduose – apie dešimt procentų (pagal masę).
Vandens kilmę galima nustatyti atlikus vandenilio, esančio įvairių dangaus kūnų vandenyje, izotopinę analizę. Be pročio, gamtoje randamas vandenilis, kurio branduolys yra vienas protonas, deuteris (su protonu ir neutronu) ir labai retai tritis (su protonu ir dviem neutronais).
Nuotrauka: Pasaulio istorijos archyvas / Globallookpress.com
Izotopų analizė atskleidžia keletą savybių. Saulės ir dujų milžinų deuterio ir tričio santykis yra viena ar dviem dydžiais mažesnis nei Žemės. Tačiau C klasės asteroidams šis skaičius yra beveik toks pat kaip ir mūsų planetoje. Tai rodo bendrą vandens kilmę.
Orto debesyje esančių kometų deuterio ir protiumo santykis yra maždaug du kartus didesnis nei Žemės. Jupiterio orbitoje yra trys kometos, kurioms šis parametras yra artimas Žemės parametrui, tačiau taip pat yra viena kometa, kurioje šis rodiklis 3,5 karto daugiau. Visa tai gali reikšti, kad vanduo ant kometų skirtingos kilmės ir tik dalis jo susiformavo taip pat kaip ir Žemėje.
Planetos susidaro aplink jaunas žvaigždes milžiniškais dujų ir dulkių diskais. Arčiau žvaigždės per karšta, todėl ten atsiranda planetų, kuriose gausu silicio ir geležies. Toliau nuo žvaigždės šalčiau, kur dangaus kūnai gali susidaryti ir iš vandens ledo. Žemė atsirado toje protoplanetinio disko dalyje, kur gimė uolėti dangaus kūnai, be vandens. Tai reiškia, kad ji atėjo į planetą iš išorės.
Kita vertus, S ir C klasių asteroidai yra pernelyg skirtingi, kad nesusiformuotų vienas šalia kito. Be to, riba, už kurios evoliucijos metu susiformavo lediniai dangaus kūnai saulės sistema nuolat juda lemiamas vaidmuo Jupiteris suvaidino tam tikrą vaidmenį.
Manoma, kad Jupiteris ir Saturnas susiformavo dviem etapais. Iš pradžių jie buvo kieti dangaus kūnai, kelis kartus sunkesni šiuolaikinė Žemė, o tada pradėjo gaudyti dujas iš protoplanetinio disko. Šiame etape planetų masė ir dydis smarkiai išauga, milžinai atlaisvina sau erdvę protoplanetiniame diske.
Didįjį Jupiterį ir Saturną tada supo maži planetezimaliai – protoplanetų pirmtakai. Jupiteriui ir Saturnui augant, planetų orbitos driekėsi, kertasi vidinė dalis Saulės sistema ir tolsta nuo žvaigždės. Tačiau Jupiteris ir Saturnas vis tiek pritraukė dujas iš protoplanetinio disko, dėl ko, kaip parodė modeliavimas, Jupiteris pakoregavo planetų orbitas ir perkėlė į regioną. modernus diržas asteroidai.
Saturnas atsirado vėliau nei Jupiteris, o jo formavimasis paskatino naują planetezimalių migraciją, nors ir ne tokią reikšmingą. Pagrindinė tyrėjų išvada – C klasės asteroidai juostoje atsirado iš dujų milžinų orbitų po to, kai baigė formuotis Jupiteriui ir Saturnui (nors kai kurie planetezimaliai galėjo pasiekti Neptūno orbitą).
Anot mokslininkų, vanduo į mūsų planetą pateko formuojantis asteroidų diržui dėl tam tikro tipo planetezimalų (būtent C klasės asteroidų), kurių orbitos labai ekscentriškos (pailgos) ir nestabilios, kirtusios Žemės trajektoriją. Vandenilio izotopų analizė yra pagrindinis to patvirtinimas.
Vandens tiekimas į Žemę praktiškai buvo baigtas susiformavus Jupiteriui ir Saturnui bei dingus protoplanetiniam diskui. Taigi populiari hipotezė, paaiškinanti mažą Marso dydį Jupiterio migracija gilyn į Saulės sistemą, koreliuoja su Žemės sodrinimo vandeniu mechanizmu. Vandens, svarbiausio gyvybės šaltinio Žemėje, atsiradimas vidinėje Saulės sistemoje (tiek uolinėse planetose, tiek asteroidų juostoje), pasirodo, yra tiesiog šalutinis Jupiterio ir Saturno augimo poveikis.
U thor_2006 sraute... sakoma, kad seniausi gyvybės pėdsakai yra 3,7 milijardo metų senumo. Be to, sprendžiant iš radinių pobūdžio, tai nėra patys seniausi gyvybės Žemėje atstovai: „Stromatolitai svarbūs ne tik kaip įrodymas senovės gyvenimas, pastebimas plika akimi, bet ir kaip sudėtingos ekosistemos“, – aiškina tyrimo vadovas Allenas Nutmanas. „Tai rodo, kad jau prieš 3,7 milijardo metų mikrobų bendruomenės buvo įvairios. Ši įvairovė reiškia gyvybė atsirado per pirmuosius kelis šimtus milijonų Žemės egzistavimo metų ir tai atitinka biologų skaičiavimus, kurie tai rodo genetinis kodas gyvenimas – labai senas“.
Ir tai yra tie patys pėdsakai:
Kokia buvo Žemės paviršiaus temperatūra per pirmuosius kelis šimtus milijonų Žemės egzistavimo metų, kai joje atsirado gyvybė? Mokslininkai teigia, kad ji yra šiek tiek žemesnė nei Saulės paviršiaus temperatūra. Cituoju: " Taigi, prieš 4,5 milijardo metų Žemė susiformavo susidūrus milijonams dangaus kūnų jaunoje Saulės sistemoje. Temperatūra buvo tokia aukšta, kad Žemės paviršius priminė ištirpusį vandenyną„Kaip tai galėjo pasirodyti tokiame pragare biologinis gyvenimas, remiantis vandeniu? – Ji niekaip negalėjo pasirodyti.
Kaip Žemėje atsirado vanduo, gyvybės nešėjas? Dar kartą cituoju: " 4 milijardai 400 milijonų metų prieš žemės amžius buvo maždaug 100 milijonų metų. Meteoritai toliau krito į Žemę, bet dėl laipsniško šerdies aušinimo daugumaŽemės paviršius virto pluta, sudaryta iš tamsių vulkaninių uolienų. Jau šiame etape pradėjo atsirasti Žemės paviršiuje vandens.
Tuo laikotarpiu susiformavusios uolienos neišliko. Tačiau išliko mažyčiai cirkonio kristalai, kurie padėjo nustatyti tikslų Žemės rutulio amžių. Be to, šiuose kristaluose yra vandens molekulių pėdsakų, jų galima rasti visuose seniausiuose cirkonio kristaluose.
Tačiau daugumos planetos vandens kilmė tebėra paslaptis. Kai Žemė atvėso, jos paviršius atsilaisvino tonų anglies dvideginio . Dėl to išsiskyrė tam tikras vandens garų kiekis. Tačiau kai kurie mokslininkai mano, kad šios sumos nepakako visai planetai, nes akmenys, komponentai gaublys, buvo per sausas ir karštas. Yra mokslininkų, kurie tuo tiki Didžioji dalis vandens į Žemę atkeliavo iš išorės."
Meteoritų uolienose visiškai nėra pakankamai vandens, kad Žemėje atsirastų vandenynai. Dar kartą cituoju: „Vandens kondensacija atmosferoje paskatino galingiausias potvynisŽemės rutulio istorijoje. Žaibas pervėrė dangų ir lijo ant Žemės paviršiaus. liūtis, kuri lijo milijonus ir milijonus metų be sustojimo. Dėl to Žemė virto vandens karalystė. Baigėsi 90% jo paviršiaus buvo padengta vandenynu."
Tai jau arčiau tiesos. Tačiau vėlgi visiškai neaišku: dabar vandens garai atmosferoje susidaro dėl vandens išgaravimo daugiausia iš vandenynų paviršiaus. Iš kur atmosferoje atsirado vanduo, kai Žemėje nebuvo vandenynų? Juk patys vandenynai atsirado dėl nepaliaujamų smarkių liūčių, kurios lijo milijonus metų. Keturiasdešimties dienų biblinė liūtis, kurios rezultatas buvo pasaulinis potvynis, tik smulkmena, palyginti su tuo pradiniu lietumi? Taigi iš kur atsiranda vanduo?
Su vandeniu vyksta stebuklai. Visi bandymai tai paaiškinti natūralios kilmės panašus į barono Miunhauzeno pasakojimą apie tai, kaip jis ištraukė save iš pelkės rankomis sugriebdamas už galvos plaukus ir patraukdamas juos aukštyn.
Didžioji vandens paslaptis yra susijusi su gyvybės žemėje paslaptimi. Kol ši paslaptis neišspręsta, antgamtinės gyvybės kilmės versija yra dar mažiau „beprotiška“ nei visos šiuolaikinės. mokslines versijas. Įsivaizduokite, kokia tai nesąmonė: virš ugnimi alsuojančio ištirpusio vandenyno iš niekur atsiranda debesys ir iš jų milijonus metų be perstojo lyja lietus, ko pasekoje ugnies vandenynas virsta vandens vandenynu. Įdomu, kodėl iš debesų liejasi ant Veneros sieros rūgštis, o Žemėje staiga pasipylė gyvybę teikianti drėgmė?
Žemėje yra gana daug vandens. Įvairiais skaičiavimais, mūsų planetos paviršiuje yra apie 1,38 milijardo kubinių kilometrų. Iš kur atsirado visas šis vanduo? Naujas tyrimas teigia, kad vanduo galėjo atsirasti Žemėje kartu su kosminės dulkės, iš kurios mūsų planeta atsirado maždaug prieš 4,5 mlrd.
Mokslininkai iš Vokietijos, Nyderlandų ir JK pasiūlė įdomi hipotezė. Jame teigiama, kad vanduo Žemę galėjo pasiekti molekulėmis. Jie buvo protoplanetinio debesies dulkėse prieš Saulės sistemos planetų atsiradimą. Mokslininkai rėmėsi skaičiavimais ir modeliavimu, kurie buvo jų naujo tyrimo dalis.
Iš kur Žemėje atsiranda vanduo?
Astronomai jau seniai bandė suprasti, kaip Žemėje atsirado tiek daug vandens, rašoma pranešime. Vienas iš šio fakto paaiškinimų teigia, kad vanduo į Žemę atkeliavo iš kometų ir. Jie įskrido į Saulės sistemą ankstyvosios stadijos jo formavimas. Jie nukrito į Žemę, suteikdami planetai vandens. Kitas įprastas paaiškinimas yra tas, kad Žemėje iš pradžių buvo daug vandens, nes ji iš karto gimė iš dešimčių kilometrų dydžio vandens turinčių uolienų. Ataskaitoje pažymima, kad ši hipotezė neturi perspektyvų, nes gebėjimas yra didelių akmenų reikšminga suma vandens kiekis gana ribotas.
Naujas tyrimas siūlo dar vieną realų vandens atsiradimo ant odos paaiškinimą ankstyvoji žemė. Tyrėjų komanda atliko įdomius skaičiavimus. Jie rodo, kad erdvės regione, kuriame gimė Žemė, buvo gausa smulkios dalelės dulkės. Jų matmenys buvo apie vieną milimetrą, juose buvo . Tada šie į dulkes panašūs grūdeliai gali susikaupti ir net sudaryti kažką panašaus į akmenukus. Ir ji, savo ruožtu, pradėjo augti, pasiekdama didelius kiekius.
Šios uolinės nuolaužos susidūrė viena su kita ir galiausiai suformavo Žemę. Pro juos, kaip per kempinę, prasiskverbė vanduo ir užliejo jaunos Žemės paviršių. Aprašyti įvykiai gali gerai paaiškinti vandens kiekį, kurį stebime mūsų planetoje.
Skaičiavimus atlikę mokslininkai taip pat parodė, kad užtruks tik apie milijoną metų, kol smulkūs dulkių grūdeliai surinktų tokį vandens kiekį, koks šiuo metu yra Žemėje. Šis milijono metų laikotarpis taip pat patenka į laikotarpį, per kurį Žemė turėjo susiformuoti iš masyvių uolų.
Mokslininkai-astronomai iš Prancūzijos universitetas Bordo – Seanas Raymondas – ir Brazilijos valstybinis San Paulo universitetas Julio de Mesquita Filho – Andre Isidoro – aprašė galimą vandens atsiradimo mūsų planetoje mechanizmą. Savo tyrimus mokslininkai paskelbė leidinyje „Icarus“. Raymondas taip pat rašė apie tyrimą savo tinklaraštyje.
Mokslininkai mano, kad vanduo mūsų planetoje ir asteroidų juostos dangaus kūnai tarp Jupiterio ir Marso orbitų turi bendrą kilmę, kuri pirmiausia siejama su dujų milžinų susidarymu Saulės sistemoje.
Trys ketvirtadaliai žemės paviršiaus dengia vandenynai, tačiau tuo pat metu paviršiuje esantis vanduo užima tik vieną keturias tūkstantąsias visos Žemės masės. Vandens yra tiek planetos šerdyje, tiek mantijoje. Mokslininkai nežino, kiek ten yra, bet apskaičiavo, kad tai yra apie dešimt kartų daugiau nei paviršiuje.
Taigi, ekspertų teigimu, Žemėje vandens yra mažai, o Merkurijuje, Mėnulyje, Marse ir Veneroje taip pat yra mažai vandens. Tikriausiai Marse ir Veneroje prieš vandenį buvo daugiau. Pagrindinis vandens rezervuaras Jupiterio orbitoje yra asteroidų juosta.
Vidinės diržo dalies pagrindas (maždaug 2-2,3 astronominiai vienetai nuo Saulės) yra uoliniai S klasės asteroidai, o išorinėje dalyje vyrauja anglies turintys C klasės asteroidai, kuriuose yra daugiau vandens nei uoliniuose asteroiduose (C klasės asteroiduose vandens yra apie 10 proc.).
Mokslininkų teigimu, vandens kilmę galima nustatyti atliekant vandenyje esančio vandenilio izotopinę analizę. įvairių rūšių dangaus objektai. Be vandenilio su vieno protono branduoliu (protium), kartais gamtoje randama vandenilio su branduoliu su neutronu ir protonu (deuteriu) ir labai retai vandenilio su branduoliu su dviem neutronais ir protonu (tritis).
Izotopų analizė gali atskleisti kai kurias savybes. Saulei ir dujų milžinams būdingas tričio ir deuterio santykis, kuris yra keliomis eilėmis mažesnis nei mūsų planetoje. Tuo pačiu metu C klasės asteroidai turi beveik tokį patį rodiklį kaip ir Žemė. Taigi tai gali reikšti bendrą vandens kilmę.
Protiumo ir deuterio santykis Oorto debesyje esančiose kometose yra maždaug du kartus didesnis nei mūsų planetoje. Jupiterio orbitoje yra trys kometos, kurių parametrai yra panašūs, tačiau yra ir kometa, kurios indikatorius yra 3,5 karto didesnis. Tai gali reikšti, kad šių kometų vanduo gali turėti skirtingos kilmės ir tik dalis šio vandens susidarė taip pat kaip ir mūsų planetoje.
Planetos formuojasi milžiniškuose dujų ir dulkių diskuose aplink jaunas žvaigždes. Kadangi kuo arčiau Saulės, tuo karštesnė, ten susidaro planetos, kuriose gausu geležies ir silicio. Kuo toliau nuo žvaigždės, tuo šalčiau, todėl dangaus kūnai ten taip pat gali atsirasti iš vandens garų. Mūsų planeta susiformavo toje dujų ir dulkių disko dalyje, kur iškilo uolėti dangaus kūnai, neturintys vandens. Taigi vanduo tikriausiai pateko į Žemę iš išorės.
Tuo pačiu metu tarp S ir C klasės asteroidų yra daug skirtumų, todėl jie negalėjo susidaryti arti vienas kito. Be to, riba, už kurios susiformavo lediniai dangaus kūnai, Saulės sistemos evoliucijos metu periodiškai judėdavo, o Jupiterio planeta šiame procese suvaidino svarbų vaidmenį.
Pasak mokslininkų, Saturno ir Jupiterio formavimosi procesas vyko keliais etapais. Iš pradžių tai buvo kieti dangaus objektai, kurių svoris buvo kelis kartus didesnis nei šiuolaikinės Žemės masė. Vėliau jie pradėjo gaudyti dujas iš protoplanetinio disko. Dėl to smarkiai išaugo planetų dydis ir masė, o milžinai pradėjo išsilaisvinti sau vietą protoplanetiniame diske.
Saturną ir Jupiterį supo mažos planetezimalės – protoplanetų pirmtakai. Augant Saturnui ir Jupiteriui, jų orbitos driekėsi ir susikirto vidinė zona saulės sistemą ir pasitraukė nuo saulės. Tuo pačiu metu milžinai pritraukė dujas iš protoplanetinio disko, dėl ko, remiantis modeliavimu, planetezimalių orbitos buvo sureguliuotos Jupiterių ir perkeltos ten, kur šiuo metu yra asteroido juosta.
Saturnas susiformavo vėliau nei Jupiteris, o jo atsiradimas išprovokavo nauja migracija planetezimaliai, bet ne reikšmingai. Remdamiesi tuo, mokslininkai pasiūlė, kad gigantų orbitų ribų juostoje C klasės asteroidai pasirodė pasibaigus Saturno ir Jupiterio formavimuisi. Tokiu atveju dalis planetezimalių galėtų persikelti į Neptūno orbitą.
Remiantis tyrėjų prielaidomis, vanduo į Žemę atkeliavo formuojantis asteroidų juostai dėl tam tikro tipo (tiksliau C klasės asteroidų) nestabiliomis ir labai pailgomis orbitomis, kurios kirto Žemės trajektoriją. Ir pagrindinis to patvirtinimas yra vandenilio izotopų analizė.
Susiformavus Saturnui ir Jupiteriui bei išnykus protoplanetiniam diskui, vandens tiekimas į mūsų planetą buvo beveik baigtas. Taigi hipotezė, aiškinanti mažą Raudonosios planetos dydį slenkant gilyn į Jupiterio saulės sistemą, siejama su Žemės praturtėjimo vandeniu mechanizmu. Vandens atsiradimas vidinėje saulės sistemoje (tiek asteroidų juostoje, tiek uolinėse planetose), kaip paaiškėja, yra tiesiog šalutinis poveikis dujų milžinų Saturno ir Jupiterio augimas.
Nerasta jokių susijusių nuorodų
Vanduo Tai medžiaga, be kurios neįmanoma gyvybė Žemėje. Mokslininkai vis dar ginčijasi dėl vandens atsiradimo Žemėje. Dvi tyrėjų grupės, dirbančios nepriklausomai viena nuo kitos, padarė išvadą, kad vanduo planetoje atsirado dėl " šlapias» asteroidas.
Vandens kilmė planetoje yra tokia pat neaiški, kaip ir pačios planetos kilmė. Yra hipotezių, iš kur atsirado vanduo. Kai kurie mokslininkai mano, kad Žemė iš pradžių buvo šaltas meteoritas, kiti – karštas ugnies kamuolys.
Mokslininkai, tvirtinantys mūsų planetos kilmę, teigia, kad vanduo buvo to paties meteorito dalis ledinės arba į sniegą panašios medžiagos pavidalu. Rėmėjai" karšta„Kilmės teorijos teigia, kad vanduo kaip prakaitas išsiskyrė iš įkaitusios Žemės magmos aušinimo ir kietėjimo metu. Vanduo palaipsniui prasiskverbė į paviršių, likdamas žemumose, formuodamas jūras ir vandenynus.
O dėl to, kad Saulė netolygiai įkaitino Žemę, gamtoje prasidėjo vandens ciklas, ėmė dygti upės, ežerai ir rezervuarai. Geologai teigia, kad susiformavus planetai buvo labai karšta ir sausa. Pagal teoriją, Prieš 3,9 mlrd, daugelis kometų ir asteroidų, kuriuose yra vandens, bombardavo planetos paviršių, tai paaiškina jūrų ir vandenynų kilmę po planetos susiformavimo.
Tačiau daugelis tyrimų rodo, kad struktūroje natūralus vanduo, ypač jūrose ir vandenynuose, yra didelis skaičius deuteris, elementas vadinamas " sunkusis vandenilis“ Todėl deuteris susidaro reaguojant su vandeniliu, dėl ko nedidelė dalis atomų įgyja papildomą elektroną, efektyviai virsdami deuteriu. Pasak mokslininkų, šis reiškinys rodo žemiškos kilmės vandens.
Žemė, trečioji toliausiai nuo Saulės planeta, turi daugiausiai didelė masė tarp kitų į Žemę panašių planetų mūsų Saulės sistemoje. Mūsų planetos išskirtinumas yra tas, kad ji yra vienintelė garsioji planeta, kuriame užfiksuotas gyvybės egzistavimas. Mokslininkai tai pasiūlė Žemė susiformavo prieš 5-6 milijardus metų. Ir netrukus po jo sukūrimo gravitacinis laukas patraukė mane prie savęs vienintelis palydovas- Mėnulis.
Kiek vandens yra planetoje?
Pažiūrėk į Žemės rutulį. Didžiulis melsvai mėlynos spalvos plotas iškart patrauks jūsų dėmesį. Tik 29% Iš viso Žemės ploto ją užima žemė (žemynai ir salos), likusį procentą sudaro jūros, vandenynai, ežerai ir upės. Bendras kiekis Planetoje yra didžiulis vandens kiekis. Jei visą žemės vandenį surinksite į lašą, lašo skersmuo bus apie pusantro tūkstančio kilometrų. O giliausias planetos vandenynas yra Ramusis vandenynas, jo maksimalus gylis sudaro 11,8 kilometro Vidutinis vandenynų gylis yra apytikslis 3800 metrų. Jei vanduo būtų tolygiai paskirstytas žemės paviršiuje, tada visas Žemės rutulys būtų po vandeniu, o vandens storis būtų lygus 2710 metrų.
Penkiasdešimtąją žemės paviršiaus dalį užima gėli ir sūrūs ežerai. Visuose ežeruose vandens yra penkis kartus mažiau nei vandenynuose ir jūrose. O pagal ežerų skaičių Rusija yra pirmoje vietoje, mūsų šalyje yra tūkstančiai ežerų. Tarp jų didžiausias yra Kaspijos jūra, kurios plotas yra šiek tiek didesnis 420 tūkstantis km2.
Iš gėlo vandens ežerų didžiausi yra Ladonezhskoye, Onega, Baikal bendro plotošimtai tūkstančių kvadratinių kilometrų. Yra šalių su didžiulė sumašvieži ežerai - Suomija, Norvegija. Daugiau nei pusę Norvegijos teritorijos sudaro ežerai.
Labiausiai pagrindinis tiekėjas gėlo vandens kritulių planetoje, tiesiogiai užpildantis ežerus, upes ir upelius. Kalnų ežerai yra ypač švarūs, juos maitina vanduo, susidarantis tirpstant ledui ir sniegui. Mūsų planetos upėse vandens yra maždaug tris kartus daugiau nei ežeruose. Pagal upės ilgį Rusija užima pirmąją vietą.
