Grupė mokslininkų pristatė radikaliai kitokį vandens Žemėje atsiradimo modelį

Grupė mokslininkų pristatė radikaliai kitokį vandens Žemėje kilmės modelį. Jis remiasi pirmykštės atmosferos sąveika su magmos okeanu, kuris dengė tik susiformavusią planetą.

Pirmykštę atmosferą sudarė daugiausiai vandenilio molekulės, užsilikusios nuo protoplanetinio disko. Priešingai nei Jupiterio ar Saturno atveju, Žemė pirmykštės atmosferos neišlaikė. Ją vėliau pakeitė anglies dvideginis ir azotas, o ilgainiui atsirado ir deguonies.

Bet kelis milijonus metų Žemę gaubė būtent vandenilio apvalkalas. Planetos paviršius tuo metu dar buvo skystas: jis išsilydė formavimosi metu, kai į Žemę krito didžiulės, dešimčių ir šimtų kilometrų skersmens planetesimalės (hipotetinės kietosios „dalelės“, iš kurių galėjo susidaryti planetos).

Tyrimo autoriai išnagrinėjo 18 tipų reakcijas, kurios galėjo vykti tarp atmosferos ir magmos. Reakcijos apėmė net 25 galimus mineralus ir kitus junginius. Paaiškėjo, kad tokia sąveika galėjo turėti tris esminius efektus.

Pirmasis – vanduo: vandenilis jungėsi su iš magmos garuojančiu deguonimi ir formavo vandens molekules. Susidariusių vandens garų kiekis tikrai galėjo prilygti dabartiniam vandens kiekiui Žemėje.

Antrasis efektas – oksidacija. Vandens garai ir perteklinis deguonis oksidavo daugelį mineralų. Tai paaiškina, kodėl Žemės mineralai, bent jau tie, kuriuos galime pasiekti, yra vidutiniškai stipriau oksiduoti, nei mineralai kitose Saulės sistemos vietose.

Trečiasis efektas – branduolio tankis. Žemės branduolys yra kiek retesnis, nei prognozuoja anskstesni modeliai. Įtraukus oksiduotų mineralų bei atmosferos vandenilio skendimą magmoje žemyn iki pat branduolio, gaunamas tankis atitinka seismologinių matavimų duomenis.

Vieno modelio gebėjimas paaiškinti tris nepriklausomas Žemės savybes daro jį labai patrauklų ir didina tikimybę, kad pasiūlytas modelis tikrai artimas teisybei. Taip pat jis leidžia tikėtis, kad daug vandens turėtų būti daugumoje uolinių egzoplanetų, jei tik jų atstumas nuo žvaigždės leidžia tam vandeniui egzistuoti.

Tyrimo rezultatai publikuoti „Nature“.