Откуда взялась вода: новое исследование опровергло все теории

Как на планете Земля появилась вода

Рубрики

Поиск

Популярные

КАК НА ПЛАНЕТЕ ЗЕМЛЯ ПОЯВИЛАСЬ ВОДА

Вода – основа жизни на Земле. Это чрезвычайно загадочное вещество, о происхождении которого имеется множество гипотез. Откуда на земле появляется вода и каковы ее свойства – об этом может рассказать специальная наука, ведь исследования в данной сфере ведутся уже не один десяток лет. Научные деятели проводят опыты, снимают познавательное видео, составляют трактаты. Тем не менее, никто так и не может прийти к консенсусу по поводу ее структуры, почему она расширяется при нагревании, и сколько ее вообще имеется на Земле – эти вопросы по-прежнему остаются открытыми.

ОТКУДА ВЗЯЛАСЬ ВОДА НА ЗЕМЛЕ: ОСНОВНЫЕ ГИПОТЕЗЫ

Вода представляет собой соединение кислорода и водорода на химическом уровне. Но откуда все же она берется на Земле? Из имеющихся основных гипотез мы предпочли выбрать следующие три:

  • раскаленный земной шар. Изначально наша планета выглядела как огромный горячий шар, который вертелся в пространстве и медленно остывал. Далее на нем возникла кора, и стало происходить взаимодействие химических элементов. Газы, образующиеся при соединении водорода с кислородом, постепенно уходили в атмосферу, создавая облака. После остывания газовой оболочки начали идти дожди, которые постепенно наполняли впадины земли.

  • холодная планета. Эта гипотеза прямо противоположна предыдущей, и основана на действии вулканов, которые образовались на изначально холодной Земле. Не только лава, но и множество водяных паров выносились на поверхность, и некоторые из них оставалась в атмосфере. Благодаря им, во впадинах появилась вода.

  • гипотеза Хойла. Данное предположение по поводу, откуда взялась вода на Земле, высказал астрофизик Фред Хойл. Он утверждает, что изначально у нас ее не было. И только водные глыбы были вытолкнуты в район планет земной группы. До Венеры ее дошло мало, поскольку на пути вода испарялась, а там Марс получил ее слишком. Как говорит ученый, буквально за миллион лен на земле появились океаны: произошло это по его мнению именно благодаря космической воде.

Откуда появилась вода на земле у нас есть возможность узнать, просматривая научные видео. Есть еще немало других, не менее интересных гипотез, узнать о которых также было бы нелишним. Кроме того, у наших современников есть возможность взяться за изучение данного вопроса, привнося свою лепту в создание научных трудов.

ИНТЕРНЕТ-МАГАЗИН АKVO: КАК СДЕЛАТЬ ЖИДКОСТЬ ЧИСТОЙ

Откуда браться воде на земле – проблема, несомненно, важная. Но вместе с тем, вопрос ее правильно потребления также достаточно актуальный – ввиду развития новых технологий и неуклонного загрязнения атмосферы. Поэтому с каждым годом число людей, покупающих фильтры для питьевой воды, постоянно возрастает.

Наша онлайн-площадка обеспечивает хороший потенциал для разрешения проблем такого типа. У нас вы сможете подобрать качественные фильтры от проверенных производителей, а также оснащение к ним. Если вы беспокоитесь о своем здоровье — наша продукция, такая, как P`URE Ecosoft система обратного осмоса или мембранный фильтр Organic Smart Ultra Expert, позволит вам употреблять только качественную питьевую воду.

Откуда взялась вода на Земле: ученые предложили неожиданную теорию

Ученый из Сколтеха вместе со своими китайскими коллегами предложил гипотезу, которая говорит о том, что вода появилась на Земле из химического соединения глубоко в недрах планеты.

Related video

Артем Оганов из Сколковского института науки и технологий и его коллеги из Нанькайского университета в Китае в рамках своего исследования выдвинули теорию, что вода на Земле появилась из сложного химического соединения, которое сейчас не существует. По словам ученых, в течение первых миллионов лет существования планеты вода хранилась в недрах современного ядра, сообщает SciTechDaily.

«Некоторые ученые считают, что воду на Землю принесли кометы, но изотопный состав воды в кометах сильно отличается от земного», — говорит Артем Оганов из Сколтеха.

Если вода не попала на Землю из космоса, то она должна была появится из недр планеты. Но как она пережила примерно 30 млн лет ранней истории Земли, когда планета была очень горячей и на нее падали астероиды, а еще она столкнулась с другой планетой замером с Марс? До сих пор ученые не знали стабильного соединения, которое могло бы долго удерживать атомы водорода и кислорода в недрах планеты, а затем выпустить их в виде воды.

Артем Оганов вместе со своими китайскими коллегами использовал метод компьютерного предсказания кристаллических структур USPEX, который разработал сам российский ученый, чтобы открыть соединение, которое могло хранить воду в недрах Земли.

Это стабильное соединение называется гидросиликат магния. Его формула Mg2SiO5h3. Это соединение является стабильным при давлении в более чем 2 млн атмосфер и выдерживает очень высокие температуры.

Такое огромное давление существует в ядре Земли, которое состоит в основном из железа и элементы, из которых состоит гидросиликат магния, там просто отсутствуют.

«Это не так. Ядра в то далекое время в ранней истории Земли не было. В начале своего существования Земля имела более или менее равномерно распределенный состав, и железу потребовалось примерно 30 млн лет с момента образования планеты, чтобы добраться к ее центру, при этом оно вытолкнуло силикаты в мантию», — говорит Оганов.

Ученые считают, что воде потребовалось 100 млн лет, чтобы добраться к поверхности и таким обьразом были созданы океаны на Земле

Фото: wikipedia

По словам ученых, в течение 30 млн лет вода хранилась в виде гидросиликатов в недрах современного ядра. Когда образовалось ядро, гидросиликаты переместились выше, стали нестабильными и исчезли. В результате распада появились оксид магния и силикат магния, из которых состоит мантия, а также вода. Следующие 100 млн лет она двигалась к поверхности Земли, чтобы со временем там появились океаны.

Исследователи считают, что их гипотезу можно применить и к изучению появления воды на других планетах.

«Например, Марс имеет слишком малый размер, чтобы создать давление, которое сохранило бы гидросиликат магния в стабильном состоянии. Поэтому вода на Марс, в любом виде, скорее всего была занесена кометами», — говорит Оганов.

Миллионы людей во всем мире ежедневно переживают о том, удастся ли им получить чистую питьевую воду. Иногда за воду идет настоящая борьба в том числе в виде военных столкновений. О том, что происходит в Ферганской долине, важном источнике воды среди окружающей пустыни, которая находится на территории трех среднеазиатских государств, Фокусу рассказал эксперт.

Фокус также писал о том, что ученые рассказали, что произойдет, если вся вода из атмосферы упадет на Землю. Одним из последствий будет то ,что уровень океана значительно повысится.

Откуда на Земле появилась вода?

Очерк

расписание
2 минуты

Происхождение воды на Земле — открытый и противоречивый вопрос.

Д-р Конель М. О’Д. Александр

Лаборатория Земли и Планет

Автор Conel Alexander

Происхождение воды на Земле — вопрос открытый и довольно противоречивый. На самом деле это часть более крупного вопроса о том, как Земля получила свои очень летучие элементы, которые включают не только водород в воде, но также углерод, азот и благородные газы (гелий, неон, аргон, криптон и ксенон) среди прочих. В конечном счете, любое полное объяснение должно быть в состоянии воспроизвести как содержание летучих элементов, так и изотопный состав. Это также должно быть совместимо с тем, что мы знаем о том, как и в какие временные рамки формируются планетные системы из газопылевого диска (протопланетного диска), окружающего молодую звезду. В случае Солнечной системы протопланетный диск вокруг молодого Солнца обычно называют Солнечной туманностью.

В настоящее время наиболее популярным объяснением происхождения воды на Земле является то, что она получила ее из богатых водой объектов (планетезималей), которые составляют несколько процентов ее строительных блоков. Эти богатые водой планетезимали были либо кометами, либо астероидами. Судя по тому, что мы знаем о кометах, они не соответствуют ни содержанию летучих элементов, ни изотопному составу Земли. Возможно, также было трудно доставить достаточное количество комет на Землю.

В настоящее время астероиды диаметром до нескольких сотен километров кажутся наиболее вероятными источниками большей части воды на Земле, особенно те типы астероидов, которые доминируют во внешнем поясе астероидов между Марсом и Юпитером. У нас есть куски некоторых из этих астероидов в виде двух типов углеродистых хондритовых метеоритов — CM и CI. Когда они сформировались, эти астероиды/метеориты содержали водяной лед, но радиоактивный нагрев и удары заставили лед таять и реагировать с безводными минералами, образуя глину. Метеориты также содержат довольно много органического вещества, содержащего водород, углерод и азот — водород должен был вступить в реакцию с образованием воды, когда астероиды испарились при столкновении с ранней Землей. Благородные газы даже кажутся связанными с органикой.

КМ хондриты, в частности, соответствуют многим аспектам крайне летучих элементных и изотопных составов Земли, хотя небольшое количество вещества кометного и солнечного ветра (или Солнечной туманности) дает еще лучшее соответствие. Тем не менее, разногласия между составами метеорита-кометы-солнца и Земли остаются, и ведется много споров о том, вызваны ли они некоторой комбинацией (i) неточностей в оценках содержания летучих веществ на Земле, (ii) хранения водорода и других летучих веществ. в ядре Земли или глубокой мантии, и (iii) потеря летучих веществ в космос в результате гигантских ударов, которые доминировали на заключительном этапе формирования Земли.

Если CM- и/или CI-подобные хондриты были основными источниками воды на Земле, откуда они взялись? Похоже, что они являются представителями роя планетезималей, сформировавшихся в более холодных областях Солнечной туманности за пределами орбиты Юпитера, где было много богатой водяным льдом пыли, и были гравитационно рассеяны растущим Юпитером в области, где Земля и образовался пояс астероидов.

Как вода меняет историю происхождения Луны?

Продолжающиеся исследования химического состава Луны показывают, что она может быть более влажной, чем предполагалось изначально, что поднимает вопросы о некоторых аспектах истории ее происхождения.

Читать далее
arrow_forward

Откуда на Земле появилась вода? | Земля

Земля, водная планета. Изображение через НАСА.

Земля богата водой уже несколько миллиардов лет, но ученые до сих пор спорят, откуда взялась вся эта поддерживающая жизнь жидкость. Считалось, что по крайней мере часть его была принесена сюда кометами или астероидами, но эта идея все еще не объясняет, как так много воды оказалось на поверхности Земли, а также глубоко под ней. Теперь группа ученых из Университета штата Аризона (ASU) во главе с Питером Бусеком выступила с новым предложением. Новая рецензируемая статья была опубликована в журнале Journal of Geophysical Research: Planets 9 октября 2018 года. обширное облако пыли и газа, оставшееся после образования Солнца, называемое солнечной туманностью.

Лунные календари на 2019 год готовы! Закажи себе, пока они не закончились. Делает отличный подарок.

Океаническая вода Земли аналогична воде астероидов. Это одна из причин, по которой ученые долгое время считали, что большая часть земной воды образовалась в результате бомбардировки астероидами во времена ранней Солнечной системы. Отношение дейтерия — более тяжелого изотопа водорода — к обычному водороду является уникальным химическим признаком в различных источниках воды. В случае земных океанов соотношение дейтерия и водорода близко к тому, что наблюдается в астероидах. Но, по словам Стивена Деша, также из ASU и одного из членов команды:

Это слепое пятно в сообществе. Когда люди измеряют отношение [дейтерия к водороду] в океанской воде и видят, что оно довольно близко к тому, что мы наблюдаем в астероидах, всегда легко поверить, что все это произошло из-за астероидов.

Часть первой воды на Земле появилась в результате столкновения планетарных зародышей, содержащих астероидную воду. Изображение через J. Wu/S. Деш/АСУ.

Джун Ву из ASU является ведущим автором исследования. Он добавил:

Солнечной туманности уделялось наименьшее внимание среди существующих теорий, хотя она была основным резервуаром водорода в нашей ранней Солнечной системе.

Однако водород в океанах Земли может не представлять собой водород всей планеты в целом. Образцы водорода из глубины Земли, близко к границе между ядром и мантией, содержат заметно меньше дейтерия, что указывает на то, что этот водород, возможно, , а не , в конце концов, пришел с астероидов. Благородные газы гелий и неон с изотопными сигнатурами, унаследованными от солнечной туманности, также были обнаружены в мантии Земли.

Как объяснить эти различия? Исследователям нужно было разработать новую теоретическую модель формирования Земли, чтобы ответить на этот вопрос. Согласно модели, Земля была самой большой из многих 9Планетарные зародыши 0037 — также известные как протопланеты — в ранней Солнечной системе.

По сути, их модель показывает большие, заболоченные астероиды, в конечном итоге превращающиеся в планеты, подобные Земле, в результате столкновений.

Считается, что большая часть воды на Земле образовалась в результате столкновения астероидов с планетой в начале ее истории. Изображение предоставлено НАСА/Доном Дэвисом.

Поверхность очень молодой Земли изначально была океаном магмы. Водород и инертные газы из солнечной туманности притянулись к планетарному зародышу, сформировав первую атмосферу. Туманный водород, который содержит меньше дейтерия и легче астероидного водорода, растворился в расплавленном железе магматического океана.

Затем водород был направлен к центру Земли — этот процесс называется изотопным фракционированием. Водород был доставлен в ядро ​​за счет его притяжения к железу, в то время как большая часть более тяжелого изотопа, дейтерия, осталась в магме, которая в конечном итоге остыла, сформировав мантию. Удары меньших планетарных зародышей и других объектов продолжали добавлять дополнительную воду и массу, пока Земля не достигла своего окончательного размера.

Конечным результатом было то, что глубоко в недрах Земли находились благородные газы, а в ее ядре отношение дейтерия к водороду было ниже, чем в ее мантии и океанах. Большая часть воды на Земле не произошли от астероидов, но некоторые также пришли из солнечной туманности. Как заметил Ву:

На каждые 100 молекул земной воды приходится одна или две молекулы из солнечной туманности.

Представление художника о солнечной туманности — гигантском диске из газа и пыли, — который окружал молодое солнце в начале истории Солнечной системы. Теперь считается, что часть земной воды также пришла отсюда. Изображение через ESO/L. Кальсада.

А как насчет комет, раз в них так много водяного льда? По словам Деша:

Кометы содержат много льда и теоретически могли быть источником воды. Но есть и другой способ думать об источниках воды в дни становления Солнечной системы. Поскольку вода состоит из водорода и кислорода, а кислорода в изобилии, любой источник водорода мог послужить источником воды на Земле.

Кроме того, кометы имеют более высокое отношение дейтерия к водороду (D/H), поэтому на самом деле они не являются хорошими источниками воды для Земли. Соотношение D/H газообразного водорода в солнечной туманности составляло всего 21 часть на миллион, что слишком мало для обеспечения большей части воды на Земле. Астероиды гораздо лучше подходят, наряду с солнечной туманностью.

Результаты нового исследования могут также иметь значение для скалистых экзопланет, вращающихся вокруг других звезд, таких как супер-Земной Волк 1061c на концептуальном изображении этого художника. Многие из них могут иметь обильную воду, как и Земля. Изображение предоставлено NASA/Ames/JPL-Caltech.

Наконец, новые результаты имеют значение для скалистых экзопланет, вращающихся вокруг других звезд. В настоящее время открыто много таких миров, и если у некоторых из них больше шансов иметь жидкую воду, это также увеличивает шансы на то, что эти планеты будут пригодными для жизни. По мнению исследователей:

Наши результаты показывают, что образование воды неизбежно на достаточно больших каменистых планетах внесолнечных систем.

Итог: вопрос о происхождении воды на Земле обсуждался в течение долгого времени, но новое исследование указывает на источник — солнечную туманность или облако газа и пыли, оставшееся после образования Солнца, — который ранее в основном игнорировался. . Новая работа, основанная на компьютерном моделировании, может иметь значение для каменистых миров, вращающихся вокруг далеких звезд.

Источник: Происхождение земной воды: хондритное наследование плюс небулярное выделение и хранение водорода в ядре

Через Университет штата Аризона

Пол Скотт Андерсон

Просмотр статей

Об авторе:

Пол Скотт Андерсон был увлечен для исследования космоса, которое он начал, когда он был ребенком, когда смотрел «Космос» Карла Сагана. В школе он был известен своей страстью к исследованию космоса и астрономии. В 2005 году он начал свой блог The Meridiani Journal, который представлял собой хронику исследования планет. В 2015 году блог был переименован в Planetaria. Хотя он интересуется всеми аспектами освоения космоса, его главной страстью является планетарная наука. В 2011 году он начал писать о космосе на фрилансе, а сейчас пишет для AmericaSpace и Futurism (часть Vocal).