Jedną z większych zagadek dotyczących naszej planety jest to, skąd wzięła się na niej woda. Nie mogła pochodzić z protoplanetarnego dysku pyłów i gazów wokół Słońca. Znajdował się w nim co prawda także wodny lód. Jednak podczas powstawania Ziemi około 4,6 mld temu była ona tak rozgrzana, że cała woda musiała wyparować. Woda nie mogła także przetrwać kolizji młodej Ziemi z obiektem wielkości Marsa około 4,5 mld lat temu, w wyniku której powstał Księżyc.

Naukowcy zakładają więc, że woda na Ziemi musi pochodzić z asteroid i komet. Spadały na jej powierzchnię w czasie tak zwanego Wielkiego Bombardowania, około 4,2–3,8 mld lat temu. Jego przyczyna nie jest znana. Być może w tym czasie doszło do zmian orbit planet, które mogła zakłócić poruszająca się w pobliżu Układu Słonecznego gwiazda. W bombardowaniu szczególnie ucierpiał Merkury. Ze śladów na Księżycu wiemy, że trwało ono ponad 200 milionów lat.

– Obecna teoria twierdzi, że woda pochodziła z planetoid klasy C, o wysokiej zawartości węgla. Jednak badania składu izotopowego takich asteroid nie zgadzają się z ze składem izotopów wodoru w ziemskiej wodzie. To oznacza, że musiało istnieć jeszcze jedno, nieznane jej źródło – mówi prof. Phil Bland z Centrum Technologii i Nauk Kosmicznych australijskiego Uniwersytetu Johna Curtina w Perth.

Woda na Ziemi może pochodzić z wiatru słonecznego

Badacze z tej uczelni oraz ze szkockiego Uniwersytetu w Glasgow znaleźli rozwiązanie zagadki. Twierdzą, że woda mogła pochodzić… ze Słońca.

Wiatr słoneczny to strumień jonów wodoru unoszony przez pole magnetyczne gwiazdy w przestrzeń kosmiczną. Naukowcy sądzą, że wodór osadzał się na ziarnach pyłów w dysku protoplanetarnym, z którego powstały planety. Tam łączył się z tlenem, dając w efekcie wodę. W wietrze słonecznym nie ma cięższego izotopu wodoru – deuteru. To tłumaczyłoby zagadkę, dlaczego woda na Ziemi jest „lżejsza” niż większość tej obecnej w kosmosie.

– Nowa teoria pochodzenia wody z wiatru słonecznego jest oparta na bardzo drobiazgowej analizie niewielkich fragmentów asteroidy Itokawa, które pobrała i dostarczyła na Ziemię japońska sonda Hayabusa w 2010 roku. Dzięki spektrometrii mikroskopowej ATM (atom field tomography), mogliśmy zajrzeć na 50 nanometrów w głąb ziaren pyłu pobranych z asteroidy z rozdzielczością do pojedynczych atomów. Ziarna zawierały wodę w ilości około 20 litrów na każdy metr sześcienny skały – mówi prof. Bland.

Skąd wziąć wodę w kosmosie? Z pyłu

Dr Luke Daly z Uniwersytetu w Glasgow wyjaśnia, że to dało zespołowi nie tylko niespotykany wcześniej wgląd w pochodzenie wody na Ziemi. Może też pomóc w planowaniu przyszłych misji kosmicznych.

– To, skąd astronauci wezmą wodę bez konieczności jej transportu z Ziemi jest jednym z ograniczeń przyszłej eksploracji kosmosu. Nasze badanie wskazuje, że ten sam kosmiczny wiatr, który pozostawił wodę na planetoidzie Itokawa, prawdopodobnie musiał pozostawić ją także na innych ciałach pozbawionych atmosfery. Astronauci będą mogli więc produkować wodę z pyłów na ich powierzchniach, na przykład na Księżycu – tłumaczy dr Daly.

Źródła: University of Glasgow, EurekAlert, Nature Astronomy.