Woda na Ziemi mogła tu być od zawsze. Mówią o tym liczne egzoplanety

Woda na Ziemi jest wszechobecna. 70 proc. powierzchni Ziemi pokrywają oceany, morza, jeziora i rzeki. Atmosfera naszej planety także wypełniona jest parą wodną pochodzącą z parowania (!) mórz i oceanów, ale także z procesu sublimacji lodu. Całe życie na powierzchni Ziemi możliwe jest właśnie dzięki temu związkowi wodoru i tlenu. Do dzisiaj jednak bez jednoznacznej odpowiedzi pozostaje pytanie o pochodzenie wody na naszej planecie. Od dekad w tej kwestii trwa niekończąca się walka między teoriami mówiącymi o tym, że woda na Ziemi była od samego początku oraz o tym, że miliardy lat temu wodę na Ziemię dostarczyły komety i planetoidy, które zderzały się z nią po długiej podróży z odległych zakątków Układu Słonecznego.
Woda na Ziemi mogła tu być od zawsze. Mówią o tym liczne egzoplanety

W najnowszym artykule naukowym opublikowanym w periodyku Nature naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego oraz Carnegie Institution for Science wskazują, że woda może formować się wskutek interakcji bogatej w wodór atmosfery z oceanami lawy przemieszczającymi po powierzchni młodych protoplanet, które łączyły się ze sobą w większe obiekty, takie jak chociażby Ziemia.

Czytaj także: Skąd wzięła się woda na Ziemi?

Paradoksalnie wiedza o tym, jak może wyglądać historia wody na powierzchni naszej planety pochodzi z obserwacji egzoplanet, czyli planet krążących wokół innych gwiazd niż Słońce. Na przestrzeni ostatnich trzydziestu lat astronomowie odkryli różnymi metodami ponad 5000 planet pozasłonecznych na różnych etapach rozwoju i krążących wokół różnego typu gwiazd. Obserwacje te pozwoliły badaczom zbadać skład chemiczny obłoków protoplanetarnych otaczających młode gwiazdy, ale także atmosfer młodych egzoplanet. Jak się okazuje, dopiero co uformowane planety bardzo często otoczone są rozległymi atmosferami bogatymi w wodór cząsteczkowy. Z czasem, w ciągu kilku kolejnych milionów lat promieniowanie ich gwiazd macierzystych rozwiewa te rozległe otoczki wodorowe, ale pozostawiają one już trwały ślad na składzie chemicznym planety, którą otaczały.

Czytaj także: Skąd się wzięła woda na Ziemi? Pochodzi pośrednio ze Słońca – twierdzą naukowcy

Teorie formowania planet od dawna wskazują, na to, że planety powstają z materii wypełniającej pyłowo-gazowy dysk pozostałości po procesie formowania nowej gwiazdy. Lokalne zagęszczenia materii z czasem zaczynają grawitacyjnie przyciągać gaz i pył z otoczenia tworząc tzw. planetezymale. Wzrost ich masy pociąga za sobą wzrost temperatur. W efekcie na powierzchni takiego obiektu powstają rozległe oceany magmy. Tak samo najprawdopodobniej było w przypadku Ziemi. To właśnie w tym okresie powstawania naszej planety najcięższe pierwiastki przeniknęły do wnętrza, a następnie opadły do środka tworząc jądro naszej planety.

Woda na Ziemi mogła powstać… na młodej Ziemi

Najnowszy model opierający się na obserwacjach młodych egzoplanet wskazuje, że to właśnie interakcje na styku oceanu lawy na powierzchni młodej planety oraz atmosfery wodorowej są źródłem wody, którą możemy cieszyć się dzisiaj na Ziemi. Co więcej, obliczenia wskazują, że materia, z której powstała Ziemia mogłaby być całkowicie pozbawiona wody, a i tak owe interakcje mogłyby wytworzyć całą wodę obecną na Ziemi obecnie.

Źródło: Edward Young/UCLA and Katherine Cain/Carnegie Institution for Science

Warto jednak zauważyć, że jest to tylko jeden mechanizm powstawania wody na Ziemi. Możliwe, że inne dotychczas rozpatrywane, takie jak chociażby dostarczanie wody z zewnątrz przez komety czy planetoidy, także miały swój udział w tworzeniu Ziemi taką, jaką znamy.

Naukowcy przekonują jednak, że wraz z wprowadzeniem do użytku teleskopów kolejnych generacji będziemy mogli coraz dokładniej przyjrzeć się atmosferom egzoplanet w naszym bezpośrednim gwiezdnym otoczeniu. To z kolei pozwoli nałożyć nowe ograniczenia na procesy, które mogły doprowadzić do powstania Ziemi, jej atmosfery i życiodajnej wody na jej powierzchni.