Nowa teoria o powstaniu wody na Ziemi

Badania egzoplanet dostarczają nowych danych o tym, skąd na Ziemi mogła znaleźć się woda. Według nich powstała z wypełniającego atmosferę wodoru w oddziaływaniach z oceanem gorącej magmy.

Od dekad naukowe rozumienie procesu formowania się planet wynikało z obserwacji głównie Układu Słonecznego. Według obecnego modelu Ziemia, podobnie jak inne skaliste planety, powstała z otaczającego Słońce dysku pyłu i gazu. Coraz większe obiekty zderzały się z sobą, tworząc rosnące ciało niebieskie. Pod wpływem zderzeń i działania radioaktywnych pierwiastków stawało się ono coraz gorętsze, aż przybrało postać oceanu magmy. W miarę późniejszego ochładzania cięższe pierwiastki zapadły się głębiej i magma podzieliła się na trzy warstwy, które utworzyły później metaliczne jądro, krzemianowy płaszcz i skorupę Ziemi.

Jednak, jak zwracają uwagę naukowcy z Carnegie Institution for Science, obserwacje pozasłonecznych planet wskazują na inną ewolucję Ziemi w jej embrionalnej fazie. "Odkrycia dotyczące egzoplanet pozwoliły nam zauważyć, jak często nowopowstałe planety, w czasie pierwszych milionów lat swojej ewolucji są otoczone atmosferą bogatą w cząsteczkowy wodór. Ostatecznie te wodorowe powłoki znikają, ale pozostawiają ślady w chemicznym składzie młodej planety" - mówi dr Anat Shahar - współautorka publikacji, która ukazała się w piśmie "Nature" (https://www.nature.com/articles/s41586-023-05823-0).

Na podstawie tych odkryć dr Shahar i jej współpracownicy opracowali nowy model ewolucji Ziemi. Pokazał on, że z pomocą oddziaływań atmosferycznego wodoru z gorącą magmą można wytłumaczyć obecność na planecie wody, a także silnego utlenienia różnych pierwiastków. Jednocześnie interakcje wodoru z magmą miały spowodować, że znaczna część wodoru trafiła do metalicznego jądra planety.

Naukowcy twierdzą, że nawet jeśli skaliste obiekty uderzające w formującą się planetę byłyby całkowicie pozbawione wody, z wodoru powstałyby jej wystarczające ilości, aby wyjaśnić obecną postać Ziemi. Inne źródła wody, takie jak właśnie asteroidy także mogły odegrać swoją rolę - uważają naukowcy - ale nie były one niezbędne.

"To jedno z możliwych wyjaśnień ewolucji naszej planety, które tworzy ważne połączenie między historią formowania się Ziemi i najpowszechniejszymi egzoplanetami odkrywanymi wokół dalekich gwiazd, zwanych super-ziemiami lub sub-neptunami" - wyjaśnia dr Shahar.

Badacze zamierzają teraz pracować nad lepszymi metodami poszukiwania życia na egzoplanetach, z wykorzystaniem coraz doskonalszych instrumentów obserwacyjnych.

Marek Matacz