Вода на Землю могла попасть в "разобранном виде"

Следы водорода в нескольких метеоритах позволили планетологам сделать вывод о том, что большие запасы воды были на Земле изначально, а не оказались на нашей планете благодаря кометам или астероидам. Результаты исследования опубликовал научный журнал Science.

"Изотопный состав Земли указывает на то, что она сформировалась из той же материи, что и метеориты-хондриты, в которых содержится большое количество минерала энстатита. Они сформировались в "сухой" внутренней части Солнечной системы и поэтому раньше считалось, что воды в них быть не должно. Мы показали, что они могли доставить на Землю как минимум в три раза больше водорода, чем есть в молекулах воды в океанах нашей планеты", – пишут исследователи.

Ученые считают, что на Земле в первые мгновения ее существования не было большого количества воды. Дело в том, что молекулы этого вещества в то время должно было разрушить ультрафиолетовое излучение юного Солнца или унести в открытый космос еще до того, как сформировался зародыш нашей планеты.

Современные запасы воды, а также органики, как предполагает большинство исследователей, попали на Землю уже после ее возникновения – благодаря длительной астероидной или кометной бомбардировке. Сейчас ученые больше склоняются в сторону последней теории, однако она пока не может объяснить, почему запасы воды на Земле в несколько раз меньше предсказанного.

В дополнение к этому изотопный состав объектов, которые предположительно доставили эту воду на Землю – комет и астероидов, которые относятся к типу углистых хондритов (или С-хондриты), не совпадает с составом пород и океанов нашей планеты. Дело в том, что эти кометы и астероиды формировались на далеких от нас окраинах Солнечной системы. Поэтому ученые придумывают очень сложные объяснения для того, как эти небесные тела могли попасть в окрестности Земли и как различия в их изотопном составе могли быть ликвидированы.

Французские и американские планетологи под руководством профессора Университета Лотарингии (Франция) Бернара Марти нашли более простое объяснение тому, как вода могла попасть на Землю. В ходе своего нового исследования они изучали химический и изотопный состав метеоритов из класса энстатитовых хондритов.

Загадка происхождения земной воды

Такие объекты падают на Землю относительно редко, однако при этом они больше всего похожи на нее по своему изотопному составу. Такое сходство, как сейчас считают планетологи, объясняется тем, что те сформировались в той же части Солнечной системы, что и наша планета.

Как правило, в веществе таких метеоритов нет следов воды, из-за чего ученые исключали их из числа кандидатов на роль источника влаги для Земли. Марти и его коллеги, напротив, предположили, что эти объекты принесли на Землю не саму воду, а ее компоненты – атомы водорода.

Руководствуясь этой идеей, планетологи размололи фрагменты 13 энстатитовых хондритов и измерили, сколько атомов водорода было в разных подтипах этих метеоритов. Оказалось, что водорода в них было достаточно много: в некоторых случаях его количество достигало 1% от массы хондрита.

Исследователи отмечают, что это примерно в десять раз меньше, чем доля воды в углистых хондритах. Однако при этом абсолютно во всех изученных образцах энстатитовых хондритов был водород, а по составу они были похожи на породы земной мантии. Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали, как много водорода наша планета могла получить в первые эпохи своего существования, когда на ее поверхность упало множество подобных объектов.

Их расчеты показывают, что массы этого водорода хватило бы для того, чтобы сформировать как минимум в три раза больше воды, чем сейчас есть во всей земной гидросфере и литосфере. Все это, как считают Марти и его коллеги, говорит о том, что значительную часть воды, если не почти всю, наша планета получила практически сразу после формирования благодаря падению соседних астероидов и поглощения материи из той части протопланетного диска, где она сформировалась.

Подтвердить эту теорию, как надеются исследователи, можно будет после анализа образцов первичной материи Солнечной системы, которые вскоре должны доставить на Землю космические аппараты "Хаябуса-2" и OSIRIS-REx.