ziemia
Autor: Michał Różyczka | dodano: 2012-08-10
Skąd na Ziemi wzięło się tyle wody?

Skąd na Ziemi wzięło się tyle wody?

Odpowiada prof. dr hab. Michał Różyczka z Centrum Astronomicznego PAN im. Mikołaja Kopernika, redaktor Świata Nauki.

Ocean ziemski zawiera 1.3 × 1018 ton wody, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi łączna masa Ceres, Pallas i Westy – trzech największych obiektów z głównego pasa planetoid między orbitami Marsa i Jowisza. Jej porównywalna ilość jest związana w uwodnionych minerałach, a dodatkowe 4 × 1016 ton znajduje się w lodowcach, jeziorach, rzekach, bagnach, wszelkiego rodzaju zbiornikach i ciekach podziemnych oraz w atmosferze. Łącznie na wodę przypada około 0.05% (jedna dwutysięczna) masy Ziemi. Czy to rzeczywiście dużo?

Bardzo dużo – jeśli wziąć pod uwagę, że sąsiadujące z nami ciała niebieskie (Księżyc, Wenus i Mars) są albo niemal całkowicie suche, albo nieporównanie mniej zasobne w tę życiodajną ciecz. I wręcz zadziwiająco dużo, jeśli uprzytomnić sobie, że powstały one wraz z Ziemią wewnątrz tzw. linii śniegu, czyli w tej części dysku protoplanetarnego, w której woda występowała wyłącznie w postaci gazowej i z której na długo przed uformowaniem się planet została usunięta wraz z innymi gazami przez silny wiatr wiejący z młodego Słońca.

Astronomowie badający wczesne etapy ewolucji układów planetarnych są dziś niemal pewni, że przez pierwsze kilkadziesiąt milionów lat istnienia naszej planety było na niej nie więcej wody niż dziś na Księżycu. (Taki wniosek wypływa z hipotezy, według której nasz satelita powstał wskutek kolizji Ziemi z obiektem wielkości Marsa. Jest to jedyny scenariusz zgodny z aktualnymi danymi obserwacyjnymi.)

Woda znalazła się na Ziemi stosunkowo późno. Skąd pochodziła? Odpowiedź może być tylko jedna: spoza linii śniegu, czyli z obszarów leżących dalej niż 3.5 j.a. od Słońca, gdzie występowała w dysku protoplanetarnym pod postacią kryształków lodu. Przypuszczano nawet, że nadal dociera ona do nas w pochodzących z krańców Układu Słonecznego minikometach, ale możliwość tę wykluczyły wykryte ostatnio różnice w składzie izotopowym wody kometarnej i ziemskiej: na 20 tys. atomów zwykłego wodoru ta pierwsza zawiera sześć atomów deuteru, woda z Ziemi – tylko dwa.

Jeszcze niedawno wydawało się, że planetoidy głównego pasa są bezwodne (lub niemal bezwodne), ale obserwacje przeprowadzone w ostatnich miesiącach dowodzą, że między Marsem a Jowiszem krążą całkiem duże obiekty o znacznej zawartości wody. Największym z dotychczas odkrytych jest planetoida Themis o średnicy 200 km i masie 4 × 1016 ton, na której oprócz wody wykryto proste związki organiczne. Pozostałe „wodne” obiekty są znacznie mniejsze, ale w przeciwieństwie do Themis wykazują ślady aktywności typowej dla komet, w związku z czym bywają klasyfikowane podwójnie (jako planetoidy i komety). Zaproponowano nawet, by nazywać je „kometoidami” lub „planetometami” (comsteroids lub asteromets).

Komputerowe symulacje ewolucji protoplanet i roju planetoid dowodzą, że nie ma żadnych problemów z przenoszeniem tych ostatnich spoza orbity Marsa na orbitę Ziemi: zadanie to mógł bez trudu wykonać Jowisz. O tym, czy takie obiekty rzeczywiście dostarczyły wodę na naszą planetę, przesądzą przyszłe badania izotopowe. Trzeba też będzie wyjaśnić, co się stało z wodą dostarczoną w ten sam sposób na Wenus i Marsa. W przypadku Księżyca sprawa wydaje się jasna – miał zbyt słabą grawitację, by utrzymać powstającą przy zderzeniach parę wodną.

Więcej w miesięczniku „Świat Nauki" nr 12/2009 »
Drukuj »
Ten artykuł nie został jeszcze skomentowany.
Aktualne numery
11/2017
10/2017 - specjalny
Kalendarium
Listopad
19
W 1912 r. urodził się George Emil Palade, amerykański cytolog, laureat Nagrody Nobla.
Warto przeczytać
Chwila bez biologii… nie istnieje. W nas i wokół nas kipi życie. Dlaczego by wobec tego nie poznać go bliżej, najlepiej we własnym laboratorium? By nie sięgać daleko, można zacząć od siebie.

Logowanie

Nazwa użytkownika

Hasło

Autor: Michał Różyczka | dodano: 2012-08-10
Skąd na Ziemi wzięło się tyle wody?

Skąd na Ziemi wzięło się tyle wody?

Odpowiada prof. dr hab. Michał Różyczka z Centrum Astronomicznego PAN im. Mikołaja Kopernika, redaktor Świata Nauki.

Ocean ziemski zawiera 1.3 × 1018 ton wody, czyli mniej więcej tyle, ile wynosi łączna masa Ceres, Pallas i Westy – trzech największych obiektów z głównego pasa planetoid między orbitami Marsa i Jowisza. Jej porównywalna ilość jest związana w uwodnionych minerałach, a dodatkowe 4 × 1016 ton znajduje się w lodowcach, jeziorach, rzekach, bagnach, wszelkiego rodzaju zbiornikach i ciekach podziemnych oraz w atmosferze. Łącznie na wodę przypada około 0.05% (jedna dwutysięczna) masy Ziemi. Czy to rzeczywiście dużo?

Bardzo dużo – jeśli wziąć pod uwagę, że sąsiadujące z nami ciała niebieskie (Księżyc, Wenus i Mars) są albo niemal całkowicie suche, albo nieporównanie mniej zasobne w tę życiodajną ciecz. I wręcz zadziwiająco dużo, jeśli uprzytomnić sobie, że powstały one wraz z Ziemią wewnątrz tzw. linii śniegu, czyli w tej części dysku protoplanetarnego, w której woda występowała wyłącznie w postaci gazowej i z której na długo przed uformowaniem się planet została usunięta wraz z innymi gazami przez silny wiatr wiejący z młodego Słońca.

Astronomowie badający wczesne etapy ewolucji układów planetarnych są dziś niemal pewni, że przez pierwsze kilkadziesiąt milionów lat istnienia naszej planety było na niej nie więcej wody niż dziś na Księżycu. (Taki wniosek wypływa z hipotezy, według której nasz satelita powstał wskutek kolizji Ziemi z obiektem wielkości Marsa. Jest to jedyny scenariusz zgodny z aktualnymi danymi obserwacyjnymi.)

Woda znalazła się na Ziemi stosunkowo późno. Skąd pochodziła? Odpowiedź może być tylko jedna: spoza linii śniegu, czyli z obszarów leżących dalej niż 3.5 j.a. od Słońca, gdzie występowała w dysku protoplanetarnym pod postacią kryształków lodu. Przypuszczano nawet, że nadal dociera ona do nas w pochodzących z krańców Układu Słonecznego minikometach, ale możliwość tę wykluczyły wykryte ostatnio różnice w składzie izotopowym wody kometarnej i ziemskiej: na 20 tys. atomów zwykłego wodoru ta pierwsza zawiera sześć atomów deuteru, woda z Ziemi – tylko dwa.

Jeszcze niedawno wydawało się, że planetoidy głównego pasa są bezwodne (lub niemal bezwodne), ale obserwacje przeprowadzone w ostatnich miesiącach dowodzą, że między Marsem a Jowiszem krążą całkiem duże obiekty o znacznej zawartości wody. Największym z dotychczas odkrytych jest planetoida Themis o średnicy 200 km i masie 4 × 1016 ton, na której oprócz wody wykryto proste związki organiczne. Pozostałe „wodne” obiekty są znacznie mniejsze, ale w przeciwieństwie do Themis wykazują ślady aktywności typowej dla komet, w związku z czym bywają klasyfikowane podwójnie (jako planetoidy i komety). Zaproponowano nawet, by nazywać je „kometoidami” lub „planetometami” (comsteroids lub asteromets).

Komputerowe symulacje ewolucji protoplanet i roju planetoid dowodzą, że nie ma żadnych problemów z przenoszeniem tych ostatnich spoza orbity Marsa na orbitę Ziemi: zadanie to mógł bez trudu wykonać Jowisz. O tym, czy takie obiekty rzeczywiście dostarczyły wodę na naszą planetę, przesądzą przyszłe badania izotopowe. Trzeba też będzie wyjaśnić, co się stało z wodą dostarczoną w ten sam sposób na Wenus i Marsa. W przypadku Księżyca sprawa wydaje się jasna – miał zbyt słabą grawitację, by utrzymać powstającą przy zderzeniach parę wodną.