Около 70% поверхности планеты Земля покрыто водой. Наша солнечная система находится как раз на таком расстоянии от Солнца, чтобы вода могла пребывать в жидком состоянии. Будь она немного отдаленнее – и вода превратилась бы в лед. Будь она чуть ближе - и температура была бы слишком высокой, и мы рисковали бы получить безудержный парниковый эффект, подобный тому, что существует на палящей поверхности Венеры. Наше нейтральное положение в так называемой «зоне Златовласки» - это очень хорошо, потому что, конечно, вода необходима для жизни.
Но как вода сюда попала? Вода является определяющей характеристикой нашей планеты, и она играет важную роль в нашей повседневной жизни. Но мы даже не знаем, откуда она взялась. Ученые все еще пытаются разобраться, как на нашей планете появилась влага.
Ранняя Земля
Наша текущая картина планетоформирования начинается с протопланетного диска из газа и пыли, вращающегося вокруг недавно сформированного Солнца. Когда частицы пыли и льда в диске взаимодействуют друг с другом, эти крупицы начинают сбиваться во все большие и большие комки. В конечном итоге эти скопления образуют то, что мы называем планетезималями, строительными блоками скалистых и гигантских планет.
Но в ранний период формирования нашей солнечной системы в том месте, где сейчас находится наша Земля, этот диск был намного горячее. Таким образом, несмотря на то, что, скорее всего, в образовавшем диск хаосе присутствовали молекулы воды, вода была слишком горячей, чтобы конденсироваться в жидкость, что приводило к ее испарению. Более того, на ранней Земле еще не было атмосферы, облегчающей выброс любых капель жидкой воды в космос. Поэтому загадка остается неразрешенной. Если Земля не могла сформироваться из диска с уже существующими океанами, как они сюда попали?
Кометы против астероидов
Если вода на Земле не образовалась вместе с Землей, то, как предполагают ученые-планетологи, она прибыла позже - благодаря внеземному посланнику. Как астероиды, так и кометы – частые гости Земли, и, как известно, они приносят с собой лед. Составные модели астероидов и комет даже позволяют сделать вывод, что они содержат достаточно льда, чтобы доставить на Землю количество воды, равное ее океанам.
Так какое небесное тело принесло на Землю воду - комета или астероид? Был ли это единичный эпизод или часто повторяющийся? И как давно это произошло?
Один из способов найти ответ на этот вопрос - посмотреть на химический состав этих космических объектов и сравнить его с Землей на предмет большего соответствия. Например, в молекуле воды всегда 10 протонов (по 8 от молекулы кислорода и по 1 - от молекулы водорода) и 8 нейтронов (только от молекулы кислорода). Но разные изотопы воды могут иметь дополнительные нейтроны. Например, тяжелой водой мы называем воду из кислорода и дейтерия, изотопа водорода или просто водорода с добавленным нейтроном.
Ученые обнаружили, что образцы горных пород древнего астероида Весты имели такое же распределение изотопов, что и Земли. Но это не значит, что Веста обязательно была источником нашей воды: им могли быть объекты, похожие на Весту по возрасту и по составу.
