Από πού προήλθε το νερό της Γης; Η μεγάλη ανακάλυψη των επιστημόνων
Μάλιστα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού υποστηρίζουν ότι η Γη μπορεί να ήταν εντελώς άνυδρη όταν σχηματίστηκε
Snapshot
- Ερευνητές προτείνουν ότι η Γη παρήγαγε το μεγαλύτερο μέρος του νερού της μέσω χημικών αντιδράσεων ανάμεσα σε βραχώδη πετρώματα και υδρογόνο κατά τα πρώτα στάδια σχηματισμού της.
- Πειράματα έδειξαν ότι το οξείδιο του σιδήρου σε πετρώματα μετατράπηκε σε μεταλλικό σίδηρο και νερό υπό υψηλές θερμοκρασίες και παρουσία υδρογόνου.
- Η ποσότητα νερού που θα μπορούσε να παράγεται με αυτή τη διαδικασία είναι ισοδύναμη με εκατοντάδες ωκεανούς.
- Η θεωρία αυτή υποστηρίζει ότι η Γη ήταν αρχικά άνυδρη και το νερό δημιουργήθηκε εσωτερικά, αντί να προήλθε από κομήτες ή μετεωρίτες.
- Τα ευρήματα έχουν επιπτώσεις στην αναζήτηση εξωγήινης ζωής, καθώς άλλοι βραχώδεις πλανήτες μπορεί επίσης να παράγουν νερό με παρόμοιο μηχανισμό.
Οι επιστήμονες σημείωσαν μια σημαντική ανακάλυψη στην προσπάθεια να εντοπίσουν την προέλευση του νερού στη Γη.
Οι ωκεανοί της Γης είναι μοναδικοί στο Ηλιακό Σύστημα και απαραίτητοι για την ύπαρξη ζωής, ωστόσο οι ειδικοί εκτιμούν ότι ο πλανήτης μας δεν ήταν πάντα τόσο γαλάζιος.
Μάλιστα, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού υποστηρίζουν ότι η Γη μπορεί να ήταν εντελώς άνυδρη όταν σχηματίστηκε.
Ωστόσο, σε μια νέα, αναπάντεχη υπόθεση, οι επιστήμονες εκτιμούν ότι ο πλανήτης μας ενδέχεται να παρήγαγε μόνος του όλο το νερό που διαθέτει σήμερα, απευθείας από τα πετρώματα που αποτέλεσαν τα αρχικά δομικά υλικά του.
Σύμφωνα με την υπόθεσή τους, κατά τα πρώτα στάδια σχηματισμού της Γης, μικρά βραχώδη σωματίδια έπεφταν βροχή από τον ουρανό και αντιδρούσαν με την πλούσια σε υδρογόνο ατμόσφαιρα του νεαρού πλανήτη.
Το οξείδιο του σιδήρου που περιείχαν αυτά τα πετρώματα αντιδρούσε με το υδρογόνο, υπό συνθήκες ακραίας θερμότητας, παράγοντας νερό και καθαρό σίδηρο, ο οποίος στη συνέχεια συνέβαλε στον σχηματισμό του μεταλλικού πυρήνα της Γης.
Με βάση τα αποτελέσματα εργαστηριακών πειραμάτων, οι ερευνητές εκτιμούν ότι με αυτή τη διαδικασία θα μπορούσε να έχει παραχθεί ποσότητα νερού ισοδύναμη με εκατοντάδες ωκεανούς.
Ο καθηγητής Ζάκαρι Σαρπ, πλανητικός επιστήμονας στο Πανεπιστήμιο του Νέου Μεξικού και συντάκτης της μελέτης, δήλωσε: «Όταν κοιτάζουμε μια μεγάλη υδάτινη έκταση, είναι δύσκολο να φανταστούμε ότι αυτό το νερό μπορεί να δημιουργήθηκε πριν από 4,5 δισεκατομμύρια χρόνια, μέσα σε μια ατμόσφαιρα που έμοιαζε με κόλαση. Ωστόσο, αυτό είναι απολύτως πιθανό να συνέβη».
Το γεγονός ότι η Γη διαθέτει άφθονο υγρό νερό δεν αποτελεί νέα παρατήρηση. Ωστόσο, δημιουργεί ένα δύσκολο ερώτημα για τους αστρονόμους.
Οι επιστήμονες πιστεύουν ότι η Γη, όπως και οι υπόλοιποι πλανήτες του Ηλιακού Συστήματος, σχηματίστηκε από έναν περιστρεφόμενο δίσκο σκόνης και πετρωμάτων, γνωστό ως πρωτοπλανητικό δίσκο.
Κοντά στο κέντρο αυτού του δίσκου, στην περιοχή όπου βρίσκονται σήμερα οι εσωτερικοί πλανήτες, η ακτινοβολία του Ήλιου ήταν τόσο ισχυρή, ώστε τα μόρια του νερού θα διασπώνταν σε μεγάλο βαθμό σε υδρογόνο και οξυγόνο.
Ωστόσο, από τη στιγμή που το νερό υπάρχει σήμερα σε αφθονία στη Γη, το βασικό ζητούμενο είναι να εξηγηθεί από πού προήλθε.
«Οι προηγούμενες θεωρίες για την προέλευση του νερού στη Γη βασίζονταν σε μια εξωτερική πηγή, όπως οι κομήτες ή οι μετεωρίτες», εξηγεί ο καθηγητής Σαρπ.
Αυτά τα αποκαλούμενα «παγωμένα βότσαλα» θα είχαν σχηματιστεί στις ψυχρότερες, εξωτερικές περιοχές του Ηλιακού Συστήματος και θα έφταναν στις εσωτερικές περιοχές, προς τη Γη, σε μεταγενέστερο στάδιο.
Ωστόσο, αυτή η εκδοχή προϋποθέτει ότι η νεαρή Γη θα έπρεπε να είχε δεχθεί προσκρούσεις από έναν τεράστιο αριθμό κομητών κατά τη διάρκεια του σχηματισμού της, κάτι που αρκετοί ειδικοί θεωρούν απίθανο.
Αντίθετα, ο καθηγητής Σαρπ και οι συνάδελφοί του προτείνουν ότι το μεγαλύτερο μέρος του νερού της Γης δημιουργήθηκε στον ίδιο τον πλανήτη, μέσω της αντίδρασης ορυκτών των πετρωμάτων με το υδρογόνο.
Πολλοί επιστήμονες θεωρούν πλέον ότι οι πλανήτες σχηματίστηκαν καθώς μικρά βραχώδη σωματίδια συσσωρεύονταν σταδιακά, δημιουργώντας μεγαλύτερα ουράνια σώματα. Η διαδικασία αυτή είναι γνωστή ως συσσώρευση βραχωδών σωματιδίων.
Όταν ο πλανήτης αποκτούσε αρκετά μεγάλο μέγεθος, ανέπτυσσε μια ατμόσφαιρα υδρογόνου με υψηλή θερμοκρασία και πίεση. Οι συνθήκες αυτές επέτρεπαν στο υδρογόνο να αντιδρά με το οξείδιο του σιδήρου των πετρωμάτων που έπεφταν στην επιφάνειά του, παράγοντας νερό.
Για να ελέγξουν τη θεωρία τους, οι ερευνητές θέρμαναν δείγματα πετρωμάτων σε θερμοκρασίες από 1.200 έως 1.400 βαθμούς Κελσίου, μέσα σε ρεύματα υδρογόνου και, για λόγους σύγκρισης, ηλίου.
Στη μελέτη τους, η οποία δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό «Nature Geoscience», διαπίστωσαν ότι το 80% του οξειδίου του σιδήρου στα δείγματα που εκτέθηκαν σε υδρογόνο μετατράπηκε σε μεταλλικό σίδηρο, με παράλληλη παραγωγή νερού μέσα σε λίγα λεπτά.
Αντίθετα, δεν σημειώθηκε αντίστοιχη αντίδραση στα δείγματα που εκτέθηκαν σε ήλιο, γεγονός που καταδεικνύει ότι η παρουσία μιας θερμής ατμόσφαιρας υδρογόνου αποτελεί καθοριστικό παράγοντα.
Ο καθηγητής Σαρπ δήλωσε: «Υποψιαζόμασταν και ελπίζαμε ότι στα πειράματα αναγωγής θα παράγαμε μεταλλικό σίδηρο και νερό, αλλά δεν είχαμε πραγματικά τρόπο να γνωρίζουμε πόσο γρήγορα θα συνέβαινε αυτό και σε τι ποσότητες.
»Μας εξέπληξε ιδιαίτερα το γεγονός ότι, αν επεκτείνουμε τα αποτελέσματα των πειραμάτων μας, προκύπτει ότι με αυτή τη διαδικασία πιθανότατα δημιουργήθηκε ποσότητα νερού ισοδύναμη με εκατοντάδες ωκεανούς».
Τα ευρήματα υποδηλώνουν ότι η «βροχή» βραχωδών σωματιδίων ενδέχεται να έπαιξε καθοριστικό ρόλο στον σχηματισμό των ωκεανών που κατέστησαν δυνατή την εμφάνιση της ζωής στα πρώτα στάδια της ιστορίας της Γης.
Ωστόσο, η νέα θεωρία έχει σημαντικές συνέπειες και για την αναζήτηση εξωγήινης ζωής πέρα από το Ηλιακό Σύστημα.
Οι επιστήμονες εκτιμούν ότι πολλοί βραχώδεις πλανήτες σχηματίστηκαν μέσω της συσσώρευσης μικρών σωματιδίων. Επομένως, θα μπορούσαν να έχουν πραγματοποιηθεί και σε αυτούς οι ίδιες χημικές αντιδράσεις που παράγουν νερό.
Αντί να περιμένει την τυχαία άφιξη πάγου ή ορυκτών πλούσιων σε νερό από το Διάστημα, ένας πλανήτης που μεγαλώνει θα μπορούσε να δημιουργήσει τους δικούς του ωκεανούς απευθείας από τα υλικά του.
Αυτό σημαίνει ότι ενδέχεται να υπάρχουν πολύ περισσότεροι βραχώδεις πλανήτες στο μέγεθος της Γης με άφθονο υγρό νερό απ' ό,τι εκτιμούσαν μέχρι σήμερα οι επιστήμονες.
«Η ιδέα της συσσώρευσης βραχωδών σωματιδίων είναι ακόμη σχετικά νέα. Υπάρχει μόλις την τελευταία δεκαετία. Ωστόσο, φαίνεται να δίνει λύσεις σε πολλά προβλήματα που σχετίζονται με το υφιστάμενο μοντέλο σχηματισμού των πλανητών», δήλωσε ο καθηγητής Σαρπ.
«Και τώρα διαπιστώνουμε ότι μπορεί επίσης να εξηγήσει γιατί ο πλανήτης μας είναι κατοικήσιμος. Κατ' επέκταση, είναι λογικό να αναμένουμε ότι και άλλα σώματα στο μέγεθος της Γης, τα οποία περιφέρονται γύρω από άλλα άστρα, θα διαθέτουν νερό και, ενδεχομένως, ζωή».
