Ученые выяснили, откуда на Земле взялась вода, изучив метеориты (original) (raw)
Новое исследование показывает, что вода на Земле могла быть получена из материалов, которые присутствовали во внутренней Солнечной системе во время формирования планеты, а не из далеких комет или астероидов. Результаты, опубликованные в журнале Science, показывают, что Земля всегда была влажной.
Читайте «Хайтек» в
Ученые из Центра петрографических и геохимических исследований (CRPG, CNRS/Universite de Lorraine) в Нанси, Франция в совместно работе с научным сотрудником Вашингтонского университета в Сент-Луисе, определили, что метеориты — энстатитовые хондриты (также известные как хондриты E-типа) содержит достаточно водорода, чтобы доставить по крайней мере в три раза больше воды, чем содержится в земных океанах, а, возможно, и больше. Хондритами называют метеориты, содержащие хондры — сферические или эллиптические образования преимущественно силикатного состава. Большинство хондр имеет размер не более 1 мм в диаметре, но некоторые могут достигать и нескольких миллиметров.
Энстатитовые хондриты полностью состоят из материала внутренней солнечной системы — по сути, из того же материала, что изначально была Земля.
«Наше открытие показывает, что строительные блоки Земли могли внести значительный вклад в образование воды на Земле, — сказала ведущий автор Лауретт Пиани, исследователь из CPRG. — Водородсодержащий материал присутствовал во внутренней части Солнечной системы во время формирования скалистой планеты, даже несмотря на то, что температура была слишком высокой для конденсации воды».
Результаты этого исследования удивительны, ведь строительные блоки Земли часто считаются сухими. Они происходят из внутренних зон Солнечной системы, где температура была бы слишком высокой, чтобы вода могла конденсироваться и объединяться с другими твердыми телами во время формирования планеты.
Метеориты указывают на то, что вода на Землю не поступала издалека.
Кусок метеорита Сахара 97096 (длиной около 10 см), энстатитовый хондрит, содержащий около 0,5% воды по весу. Если бы Земля была полностью сформирована из этого материала, она получила бы в 23 раза больше общей массы воды, присутствующей в океанах Земли. Предоставлено: Л. Пиани, Музей естественной истории в Париже
«Самая интересная часть открытия для меня заключается в том, что энстатитовые хондриты, которые считались почти „сухими“, содержат неожиданно высокое содержание воды», — заявил Лайонел Вашер, научный сотрудник Вашингтонского университета в Сент-Луисе.
Вашер подготовил некоторые из энстатитовых хондритов в этом исследовании для анализа воды, когда он защищал докторскую диссертацию. В Вашингтонском университете Вашер работает над пониманием состава воды в других типах метеоритов.
Энстатитовые хондриты встречаются редко, составляя лишь около 2% известных метеоритов в коллекциях. Но их изотопное сходство с Землей делает их особенно привлекательными. Они имеют те же изотопы кислорода, титана и кальция, что и Земля, и это исследование показало, что их изотопы водорода и азота аналогичны изотопам Земли. При изучении внеземных материалов содержание изотопов элемента используется в качестве отличительной сигнатуры для определения места происхождения этого элемента.
«Если бы энстатитовые хондриты были фактически строительными блоками нашей планеты — что убедительно подтверждается их схожим изотопным составом, результат исследования означает, что эти типы хондритов снабжали Землю достаточным количеством воды, чтобы объяснить происхождение воды на Земле» — подчеркнул Вашер.
В научной работе также высказывается предположение, что большое количество атмосферного азота — самого распространенного компонента атмосферы Земли — могло поступать из хондритов Е-типа.
«Существует всего несколько нетронутых энстатитовых хондритов: те, которые не были изменены ни на своем астероиде, ни на Земле, — объяснят Пиани. — В нашем исследовании мы тщательно отобрали энстатит-хондритовые метеориты и применили специальную аналитическую процедуру, чтобы избежать смещения из-за поступления земной воды».
Сочетание двух аналитических методов — обычной масс-спектрометрии и масс-спектрометрии вторичных ионов (SIMS) — позволило исследователям точно измерить содержание и состав небольших количеств воды в метеоритах.
До этого исследования обычно считалось, что эти хондриты образовались близко к Солнцу. Таким образом, энстатитовые хондриты обычно считались «сухими», и это часто повторяемое предположение не позволило провести исчерпывающий анализ водорода.
Читать также
Посмотрите, как может выглядеть Proxima b. Это планета ближайшей к нам звезды
Создано устройство, за секунды самостоятельно заполняющее документы в МФЦ
Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?