Вода – необходимый элемент для жизни на Земле. Её происхождение до сих пор является предметом споров в научном сообществе. Поэтому новое исследование международной команды из Китая и Франции ценно, поскольку пролило свет на некоторые вопросы. В работе использовался изотопный анализ (изотопы — разновидности атомов (и ядер) химического элемента, имеющие одинаковый атомный номер, но разные массовые числа). Научная работа доказывает, что вода на Земле появилась не только в результате бомбардировки её кометами, а гораздо раньше: она уже присутствовала в самом начале формирования Солнечной системы (!), возраст которой составляет 4,5 миллиарда лет.
Формирование планетарной системы, подобной Солнечной, начинается с гигантского молекулярного облака, которое изначально в основном состоит из водорода, ключевого компонента воды. С меньшей концентрацией в нём присутствуют кислород, углерод и гелий, а также оно содержит крошечную пыль. Когда кислород сталкивается с пылинкой, он замерзает и прилипает к поверхности. Но вода не вода до тех пор, пока водород и кислород не соединятся, и более легкие молекулы водорода в облаке скачут по замёрзшим пылинкам, пока не столкнутся с кислородом. Когда это происходит, они и образуют водяной лёд — два типа воды: обычную воду и тяжёлую воду, содержащую дейтерий. Дейтерий — это изотоп водорода, называемый тяжёлым водородом.
Образование водяного льда вокруг крупиц пыли является первым этапом процесса, который исследователи называют «холодной фазой». Со временем материя собирается в центре туманности и тогда начинает действовать гравитационная сила. Больше массы попадает в центр молекулярного облака и постепенно формируется протозвезда. Далее при вращении окружающие её газ и пыль образуют сплющенный вращающийся диск, называемый протопланетным диском. Всё, что станет планетами системы и другими объектами, находится внутри этого диска.
Учёные комментируют, что в итоге синтез воды происходит в два момента времени, в разных условиях: первый раз, когда система ещё представляет собой холодное облако, второй – когда формируется протопланетный диск. В Солнечной системе возраст воды, образовавшейся в результате первого синтеза, составляет 4,5 млрд лет. Для того, чтобы определить возраст земной воды, необходимо определить, какое количество тяжёлой воды оказалось на Земле.
Проведя сравнительный анализ и исследования, выяснилось, что на Земле много тяжёлой воды с дейтерием. Данный факт указывает на то, что примерно половина всей земной воды образовалась при рождении Солнечной системы. Однако точный процесс пока неясен. Учёные уточняют, что вопросы остаются, поскольку происхождение и эволюция воды на Земле неизбежно связаны с другими важными элементами на самой планете, например, с углеродом, молекулярным кислородом и магнитным полем. Поэтому выяснение того, как эта вода была доставлена на Землю, станет предметом дальнейших исследований, сообщает New-Science.
В заключение учёные пишут: «Количество тяжёлой воды на Земле – это наши хлебные крошки, которые могут помочь нам выбраться из лабиринта всех возможных маршрутов, по которым могла двигаться Солнечная система».
