Согласно новому исследованию, вода на Землю могла просочиться из её недр, а не прибыть из космоса.
В течение короткого периода бурной ранней истории Земли минерал, который больше не существует на нашей планете, мог сохранять компоненты воды достаточно долго, чтобы обеспечить появление океанов, благодаря которым в конечном итоге зародилась жизнь. Таков вывод недавнего исследования под руководством Сяо Дуна, материаловеда из Университета Нанькай, в котором представлена новая возможная история происхождения воды на Земле — самого важного ингредиента жизни, какой люди её знают.
В дополнение к новому пониманию древних океанов Земли, новое исследование также имеет значение для поиска воды и, следовательно, инопланетной жизни на других планетах.
Поскольку наша молодая планета подвергалась бомбардировке астероидами и кометами более четырех миллиардов лет назад, «ныне вымершая» разновидность силиката магния могла удерживать атомы водорода и кислорода надёжно запертыми глубоко под землёй, чтобы они могли сохраниться и в конечном итоге подняться на поверхность в виде жидкой воды, согласно исследованию, опубликованному в Physical Review Letters.
«Происхождение воды на Земле — давняя загадка, требующая всестороннего поиска водных соединений, стабильных в условиях недр Земли и состоящих из распространённых на Земле элементов», — объяснили Донг и его коллеги в исследовании.
Фото: rf-smi.ru
Команда провела именно такой поиск с помощью алгоритма Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography (USPEX), разработанного соавтором исследования Артёмом Огановым, профессором Сколковского института науки и технологий. USPEX может предсказывать экзотические кристаллические структуры, соответствующие различным параметрам, включая соединения, которые существовали бы в экстремальных условиях внутри нашей молодой планеты.
Исследователи использовали USPEX для поиска соединений, содержащих водород и кислород, две составляющие воды, которые были бы стабильны при высоких температурах и давлениях, существовавших в сотнях километрах под древней поверхностью планеты. В результате был обнаружен силикат магния, состоящий из двух частей магния, одной части кремния, пяти частей кислорода и двух частей водорода.
Согласно исследованию, это соединение должно было существовать на Земле, вмещая большую часть земной воды в течение первых 30 миллионов лет истории Земли, до того, как сформировалось ядро.
По мере формирования земного ядра эти силикаты распадались, в результате чего водные составляющие выделялись в виде жидкости. В течение 100 миллионов лет эта вода пробивалась к поверхности Земли, где она стала поддерживающим жизнь слоем, существующим до сих пор. Таким образом, эти силикаты «вероятно, внесли большой вклад в эволюцию нашей планеты», — сообщает команда. Эти ныне «вымершие» соединения могут также способствовать эволюции других планет, что делает их актуальными для поиска внеземной жизни.
Фото: sciencedebate2008.com
Планеты, которые меньше Земли, такие как Марс, не могут достичь внутреннего давления, необходимого для создания этих силикатов магния, а это означает, что любая вода на этих мирах должна была иметь другое происхождение. Между тем, планеты крупнее Земли, такие как «Суперземли», наблюдаемые в других звёздных системах, вероятно, будут поддерживать давление, которое может сохранить огромные объемы этих водных соединений.
В то время как некоторые учёные предполагают, что вода на Землю могла быть доставлена из космоса в результате ударов комет, новое исследование показывает, что наши драгоценные океаны могли появиться с противоположного направления — как побочные продукты давно потерянных соединений, скрытых глубоко под землёй.