Вода у Сонячній системі з’явилася задовго до формування планет

Ми не знаємо, як виникло життя на Землі. Але одне можна сказати, напевно: життя на Землі не змогло б зародитися без води. Наша планета — єдина, на якій удосталь можна знайти рідку воду. Нові дослідження показують, що вода давніша, ніж наша планета — вона була у Сонячній системі задовго до того, як сформувалася Земля.

За даними групи під керівництвом геохіміка Жерома Алеона з Французького національного музею природної історії, ізотопи води у найдавніших метеоритах, що існують із народження Сонячної системи, збігаються з ізотопами води, виявленими на Землі.

Вода Землі
Вода на Землі була у Сонячній системі задовго до формування нашої планети. Фото: NASA

«Початковий ізотопний склад води у Сонячній системі має важливе значення для розуміння походження води на планетах та їхніх супутниках. Ми вивчаємо найдавніші метеорити Сонячної системи, щоб встановити ізотопний склад водню у воді з початку формування Сонячної системи», — пишуть дослідники у своїй статті в Nature Astronomy.

«Капсули часу»

Певні типи метеоритів можуть діяти як «капсули часу» з народження Сонячної системи. Зірка з’являється з хмари газу та пилу, що колапсує під дією власної гравітації. Цей процес відомий як колапс протозоряної оболонки. Поступово матеріал у хмарі сплющується в диск, який живить молоду зорю. Після того, як вона припинить рости, залишок протопланетного диска утворює все інше в новій зоряній системі — планети, астероїди, комети тощо. Однак весь процес акреції зазвичай нагріває та стискає ці первинні матеріали у форми, які стирають сліди їхнього походження. Це зробило аналіз вмісту води складним завданням.

Багато із цих утворень виявляються старшими за Землю, вік якої становить 4,54 млрд років. Проте є зразки давніх метеоритів, які іноді потрапляють на поверхню Землі й не мають ознак «стирання», що дає дослідникам чудову можливість вивчити їхній склад.

Ідентифікація сигнатури води

Метеорит Єфремівка, знайдений у Казахстані 1962 року, містить елементи віком 4,57 млрд років. Щоб виміряти вміст води у метеориті, вчені ідентифікували всі мінерали у зразку. Потім отримані результати порівняли з вісьмома еталонними наземними матеріалами з широким діапазоном вмісту води. Наступним етапом було порівняння співвідношення ізотопів водню у метеориті. Ці співвідношення можна використовувати для ідентифікації сигнатури води.

Метеорит Єфремівка
21-кілограмовий Метеорит Єфремівка. Фото: Wikipedia

Ізотопи — це варіанти елементів із різною кількістю нейтронів. Дейтерій, відомий як «важкий водень», має один протон та один нейтрон. Протій, або «легкий водень», має один протон і не містить нейтронів.

Оскільки водень є одним із компонентів води, співвідношення цих двох ізотопів у гірських породах може розповісти нам про воду, яка діяла на гірську породу. Наприклад, протій є домінуючим ізотопом водню Землі. На Марсі переважним ізотопом є дейтерій, що свідчить, що певний процес чи катаклізм у минулому витіснив з планети легший протій.

«Космічна вода»

Мінерали та їхнє співвідношення у метеориті Єфремівка показали, що у перші 200 тисяч років історії нашої Сонячної системи, до утворення планетезималей (тобто «зародків» планет), існувало дві великі газові хмари. Одна з них містила змішаний «сонячний» газ, який згодом конденсувався у тверду речовину Сонячної системи. Інша, як виявила команда, була багата на воду. Ця вода, ймовірно, утворилася внаслідок масивного приливу міжзоряного матеріалу, який потрапив усередину Сонячної системи під час колапсу протозоряної оболонки.

І що дивно, ця «космічна» вода за своїм ізотопним складом дуже схожа на земну. Це говорить про те, що вода була присутня в ранній Сонячній системі з самого її зародження — задовго до того, як Земля стала планетезималлю, з якої пізніше виросла та сформувалася наша планета.

Нагадаємо, що раніше NASA поставили завдання десятиліття — виявити «живого» двійника Землі.

Тільки найцікавіші новини та факти у нашому Telegram-каналі!

Долучайтеся: https://t.me/ustmagazine