Keď Zem vznikla, bola príliš horúca na vodu. Odkiaľ však prišla? Dve nové štúdie odhaľujú, ako zohral úlohu Jupiter.
Ľudstvo existuje, pretože došlo k skutočnej explózii. A to viackrát. Počas hodín narodenia slnečnej sústavy tvorili prachové častice najskôr malé kúsky a potom veľké asteroidy. Mohutné telá sa neustále navzájom spájali a topili sa v nové telo. Nakoniec zostalo len pár planetárnych trosiek, ktoré sa postupne čistili okolo slnka. Takto sa Zem objavila pred 4,5 miliardami rokov.
Táto teória pôvodu Zeme je vedeckým kompromisom. Len on neodpovedá na všetky otázky. Odkiaľ sa vzala voda na modrej planéte? Vedci sa napokon zhodujú v názore, že keď sa formovala Zem, bola pre molekuly vody príliš horúca. Existuje niekoľko teórií o jeho pôvode.
Dve príslušné štúdie naraz propagujú jednu z najnovších teórií, podľa ktorých Jupiter hral vedúcu úlohu. Voda a ďalšie tekuté látky sa na Zem nedostali tak, ako si to mysleli skôr, v neskoršej fáze pomocou komét a asteroidov, ale už v prvej fáze vzniku planéty.
Na začiatku bola horúčava
Keď došlo k kozmickému bombardovaniu, teplota vo vnútri slnečnej sústavy bola taká vysoká, že voda existovala iba vo forme plynu. Ale mladé, neformované planéty nedokázali tento plyn prijať. Namiesto toho ho silný slnečný vietor preniesol do hlbín vesmíru. Až neskôr sa životne dôležitá chemická zlúčenina H20 vrátila z vonkajšej studenej slnečnej sústavy. Kedy? A ako?
Výskum vedcov Mario Fischer-Gödde a Thorsten Kleine z univerzity v Münsteri naznačuje, že podivný pohyb planéty Jupiter počas prvého milióna rokov slnečnej sústavy priniesol vodu späť na Zem. Tieto údaje odporujú rozšírenej teórii, podľa ktorej voda skončila na Zemi až v poslednej fáze vzniku Zeme pred 4,4 - 3,9 miliardami rokov pomocou meteoritov a asteroidov. Ich hlavným argumentom je vzácny prvok ruténium.
Propagačné video:
Materiál má špeciálne vlastnosti. Gravituje smerom k železu, siderofilné, ako hovoria vedci, a preto v raných fázach vzniku planéty z väčšej časti kleslo k jadru, ktoré obsahuje železo. Ruténium sa ale nachádza aj vo vrstvách zemskej kôry a plášťa. Ideálne pre Fischer-Gedde a Kleine, pretože tým vedia, čo majú povedať o nedávnej histórii Zeme.
Túlavý Jupiter
Pozemské ruténium má špecifické zloženie. Skladá sa z atómov s rôznym počtom neutrónov, izotopov, a teda vlastní akýsi chemický odtlačok prsta, ktorý by tím mohol porovnať s ruténiom z mladých meteoritov.
V závislosti od pôvodu meteoritov, ktoré sú pozostatkami mladej slnečnej sústavy, sa líši aj zloženie ich ruténia. Kométy obsahujúce vodu z vonkajšej slnečnej sústavy majú iný odtlačok prsta ako suché meteority z vnútornej slnečnej sústavy. Týmto sa dá vysvetliť pôvod plášťa z posledného stupňa vzniku Zeme.
Výsledky štúdie Fischer-Gedde naznačujú, že plášť pochádza z meteoritov z rodiny enstatitových chondritov. Zdá sa, že sa objekty z vonkajšej slnečnej sústavy bohaté na vodu nezrútili.
"Pretože môžeme vylúčiť, že voda dorazila na Zem s meteoritmi, stalo sa to tesne predtým," hovorí Torsten Kleine. Jeho výskum potvrdzuje model „Big Pivot“, ktorý bol zavedený len pred niekoľkými rokmi.
V súlade s týmto modelom sa mladý Jupiter unášal smerom k vnútornej slnečnej sústave v dôsledku pôsobenia plynového obalu planéty. Keď sa neskôr objavil Saturn, bol znovu vytiahnutý smerom von na dnešnú obežnú dráhu. Zatiaľ čo plynný gigant na svojej ceste späť tlačil skalný materiál k Slnku, hádzal meteority a vodu z vonkajšej slnečnej sústavy smerom k Zemi. "To v určitom okamihu prinieslo na Zem veľa meteorov obsahujúcich vodu," hovorí Kleine. A to sa stalo dosť skoro v histórii Zeme.
Bezvodné meteority formovali Zem
Ďalšia štúdia Nicholasa Daufasa z Chicagskej univerzity podporila výskumníkov v ich teórii. Americký výskumník sa tiež obrátil k myšlienke ruténia a aplikoval ju na niekoľko prvkov súčasne. Všetky sa objavujú na Zemi aj v meteoritoch. Na rozdiel od nemeckých vedcov netestoval svoje predpoklady na skutočných kozmických prvkoch, ale na základe dostupného výskumu vyvinul matematický model o pôvode pozemského materiálu. Podľa nej Zem vznikla v dvoch fázach. V prvej etape stavebný materiál tvorili niektoré na vodu bohaté meteority z vonkajšej slnečnej sústavy - asi jedna desatina vtedajšej hmoty Zeme - a bezvodé enstatitové chondrity. V druhej etape už neboli žiadne meteority bohaté na vodu, na Zem boli vyslané iba enstatické chondrity.
Žiadne údaje o kométach
Problém je v tom, že všetci vedci študovali iba meteority, teda nebeské telesá, ktoré padli na Zem. "Predpokladáme, že pomer izotopov ruténia je menej konzistentný s pomerom Zeme, čím ďalej sa od Slnka objavujú kométy," hovorí Kleine. „Vylučujeme teda vonkajšie nebeské telesá ako nosiče vody v poslednej fáze vývoja Zeme.“Pokiaľ na rozdiel od očakávaní existujú mimo slnečnej sústavy kométy, ktoré majú rovnaké izotopy ruténia ako Zem, tento model už nebude fungovať.
Na vyriešenie hádanky o zdroji zemskej vody chýbajú spoľahlivé údaje o týchto nebeských telesách. Môžu byť poskytnuté z expedícií komét. Keďže misia Európskej vesmírnej agentúry Rosetta ešte musí poskytnúť dostatok údajov, vedci stavia na budúcich projektoch. Oficiálne rozhodnutie o takejto misii však ešte nepadlo.
Tobias Landwehr