Откуда на Земле взялась вода? Новое исследование предполагает, что планета создала её сама

Сейчас космический аппарат летит с Земли к Европе — ледяному спутнику Юпитера, под коркой которого, как предполагают учёные, скрывается океан. НАСА выгравировало на металлической пластине, прикреплённой к зонду, стихотворение. Десятилетиями поиски воды в других мирах были главной целью, потому что вода, насколько известно, необходима для жизни. Поэтому многих удивит тот факт, что учёные до сих пор не знают, как вода впервые появилась на самой Земле.

Долгие годы главной теорией было то, что воду на нашу планету принесли кометы. Но в последние годы несколько космических аппаратов догнали кометы, чтобы изучить их. Выяснилось, что химический состав кометной воды не совпадает с земной. После этого, по словам метеоритолога Эшли Кинг из Музея естественной истории в Лондоне, кометы вышли из моды. Астероиды стали самым популярным кандидатом. Они сталкиваются с Землёй гораздо чаще, чем кометы, и их запасы воды (хотя и не такие обильные, как у комет) гораздо больше похожи на те, что есть на нашей планете. Но и у астероидов есть свои проблемы.

Исследования планет за пределами Солнечной системы, а также взрывные лабораторные эксперименты с алмазными наковальнями и лазерами показали, что каменистые планеты вроде Земли могут производить воду самостоятельно. Всё, что для этого нужно, — океан магмы, много водорода и немного геологического волшебства.

Противостояние комет и астероидов

Земля сформировалась около 4,54 миллиарда лет назад. Она начала свой путь как шар из расплавленной породы. Затем стала голубой планетой. Как? Кометы давали убедительный ответ. Но в 1986 году европейский зонд «Джотто» догнал комету Галлея. Он измерил так называемое соотношение дейтерия и водорода в кометной воде. Оно не совпало с земным. У кометы Галлея этот показатель оказался вдвое выше, чем у большей части воды на Земле.

В 2014 году зонд «Розетта» обнаружил у кометы 67P самую высокую концентрацию дейтерия из всех измеренных на сегодня комет. Если вода на Земле не пришла из комет, возможно, она прибыла из астероидов. Эти каменистые объекты в основном находятся между Марсом и Юпитером и постоянно падают на нашу планету в виде метеоритов. Учёные собрали десятки тысяч метеоритов и обнаружили, что содержащиеся в них молекулы воды очень похожи на те, что есть в земных океанах. Однако соотношение дейтерия и водорода у астероидов не закрыло вопрос. Учёные также обнаружили, что смеси инертных газов в астероидах обычно не соответствуют тому, что мы находим на Земле.

Водород встречает магму

Астрономы заметили, что у многих экзопланет атмосферы содержат значительное количество водорода. Учёные задались вопросом: что, если водород из атмосферы ранней Земли соединился с кислородом из её магматического океана? Водород сам по себе не соединяется с кислородом. Но исследователи предположили, что этот процесс позволил бы планете производить собственную воду. В 2025 году группа физиков провела эксперименты с алмазными наковальнями и лазерами, чтобы воссоздать экстремальные условия на молодых планетах. Им потребовалось пять лет, чтобы разработать безопасную методику. «Мы разбили много алмазов», — признался один из учёных.

Результат превзошёл ожидания: реакция водорода под высоким давлением с расплавленной лазером породой произвела в тысячу раз больше воды, чем предсказывали учёные. Другое лабораторное исследование, опубликованное примерно в то же время, сообщило о сходных результатах. Это означает, что планета может произвести огромное количество воды довольно быстро, и вода эта «родная», местная, для которой не нужны ни кометы, ни астероиды.

Могла ли Земля создать свои океаны сама?

Здесь ответ становится менее определённым. Эксперименты не делают сильных утверждений о Земле, но учёные считают возможным провести такую параллель. Другие исследователи согласны, что некоторое количество воды могло образоваться на Земле таким способом, но, возможно, недостаточное для создания океанов. Проблема в том, что никто не знает, было ли в ранней атмосфере Земли достаточно водорода для создания необходимого давления. Планеты, на которых проверяли эту гипотезу, гораздо массивнее Земли, и их сильная гравитация лучше удерживает водород. Земля находится на самой границе того, где такой процесс может вообще начаться.

Но даже если Земля была «водной фабрикой» лишь короткий момент, этого момента могло хватить для создания океанов. Если это так, то последствия простираются далеко за пределы нашей Солнечной системы. Возможно, бесчисленные планеты рождаются богатыми водой.

Кометный ренессанс

К 2014 году учёные изучили воду одиннадцати других комет, и у всех соотношение дейтерия и водорода отличалось от земного. Кроме одной. В 2011 году обсерватория «Гершель» обнаружила, что вода в комете Хартли-2 имеет гораздо более похожее на земную сигнатуру. В 2024 году исследователи, перепроверившие анализ кометы 67P, обнаружили, что космическая пыль могла исказить данные, и сама комета могла быть довольно похожа на Землю. А в 2025 году наблюдения кометы 12P/Понса-Брукса выявили соотношение дейтерия и водорода, очень близкое к земному.

Так откуда же взялась вода? Возможно, это была комбинация всего перечисленного: кометы, астероиды и собственная «водная фабрика» планеты. Сложно найти идеальное инопланетное совпадение химического состава земной воды, потому что это сложный коктейль, который со временем менялся и фильтровался геологическими, атмосферными и биологическими процессами.

Учёные не перестанут пытаться ответить на один из самых фундаментальных вопросов о Земле и в конечном счёте о нашем собственном существовании. Это как вопрос о происхождении жизни, заключает один из исследователей. Чем больше узнаёшь, тем меньше знаешь — но история становится всё богаче и увлекательнее.