Вода — это водород и кислород. Чтобы стать известной нам жидкостью, они должны соединиться, а, чтобы жидкости хватило на целое море, этих веществ должно быть много. А, уж, на целый океан…
Уточнено происхождение Мирового океана

В последние десятилетия ученые ведут полемику относительно того, откуда на Земле взялся водород в требуемых количествах. С кислородом вопрос стоит не так остро, поскольку он менее летуч, а водород на таком расстоянии от Солнца более-менее удивителен и требует объяснения.

Команда геологов из Университета штата Аризона проанализировала изотопный состав земного водорода и вероятные пути его накопления. В центре внимания оказались две конкурирующие гипотезы, согласно которым водород на Землю попал либо с астероидами, либо с кометами. Надо заметить, что в те времена Земля, точнее то, что будет потом названо этим именем, сама была в общем-то астероидом, только побольше.

Природный водород состоит из двух изотопов. В наиболее распространенном случае ядро атома состоит из одного протона. В редких случаях (порядка тысячных долей) к протону присоединен нейтрон — это вещество называется дейтерием, а его соединение с кислородом — тяжелой водой. Есть еще вариант с двумя нейтронами — тритий, он радиоактивен, быстро распадается и учитывать его в этих расчетах нелогично.

Отношение числа атомов дейтерия (D) к обычным атомам (H) называется отношением D/H, и оно позволяет определить источник водорода. Например, астероидная вода имеет D/H приблизительно 140 частей на миллион (ppm), тогда как кометная вода имеет от 150 ppm до 300 ppm.

  • Наука

    Световое загрязнение: опасность, масштаб и последствия

  • Наука

    Около Антарктиды обнаружен прямоугольный айсберг

Водород на Земле имеет приблизительно «астероидный» изотопный состав, но этим вопрос не исчерпывается.

Ученые полагают, что в его накоплении могли сыграть значительную роль газы той туманности, из которой немного ранее образовалось Солнце. Ключевым моментом является концентрация водорода в ядре Земли с одновременным повышением относительного количества дейтерия в мантии.

Во времена формирования нашей планеты, планетезимали размером с Луну относительно часто сталкивались, формируя более массивные тела, и значительная часть поверхности будущей планеты была расплавлена энергией, выделившейся при столкновениях. Это привело к тому, что значительная часть молекулярного водорода из протоатмосферы планеты была захвачена более тяжелыми элементами, особенно железом и, вместе с ним, «утонула» в недрах. Это повлияло на изотопный состав водорода — дейтерий хуже растворяется в расплавленном железе и, в такой ситуации, остался ближе к поверхности, в мантии.

Для проверки этой гипотезы ученые изучили образцы магматических пород, считающихся мантийными, на предмет уточнения изотопного состава водорода, присутствующего в них.

Анализ показал, что в формировании Земли сыграл значимую роль водород, содержавшийся тогда в окружавшем Солнце облаке газа. Его, растворенного в глубине Земли, на начальном этапе формирования планеты должно было хватить на семь или восемь объемов современного Мирового океана. Сейчас хватит на два.

Подробности можно увидеть в статье, опубликованной в Journal of Geophysical Research.

Понравилась статья?
Подпишись на новости и будь в курсе самых интересных и полезных новостей.
Спасибо.
Мы отправили на ваш email письмо с подтверждением.