Откуда на Земле вода

Откуда на Земле вода?

Вопрос о происхождении воды на Земле остаётся дискуссионным. Одна из гипотез гласит, что вода была принесена кометами как минимум в два этапа: во время ранней кометной бомбардировки на стадии зарождения планеты и позднее, после формирования Юпитера и его движения к Солнцу.

Однако существует и другое исследование, согласно которому вода уже была заключена в недрах самой Земли. «Откуда взялась вода на Земле, толком никто не знает. Это загадка. Ранняя Земля на стадии своего зарождения была очень горячей: в неё постоянно врезались метеориты и остатки материала, оставшегося после образования Солнечной системы. Поверхность планеты была расплавлена на глубину 500–1000 километров. Земля должна была потерять всю воду, и она её потеряла — та испарилась и ушла в космос».

Из геологических наблюдений известно, что уже через 150 миллионов лет на планете существовал океан. Откуда он появился? Есть два основных варианта.

Первый: вода пришла с астероидами, метеоритами и кометами, так как кометы — это огромные комки льда. Однако в этой теории есть проблема. Учёным известен изотопный состав воды кометы Чурюмова — Герасименко и изотопный состав земной воды, и они совершенно разные.

Остаётся второй вариант: земная вода пришла снизу. В глубинах планеты должно было находиться вещество, которое удерживало эту воду в себе, а затем отдало (выделило) при распаде. Самое распространённое вещество на Земле — силикат магния (MgSiO₃). Оказывается, при очень высоком давлении он реагирует с водой и образует гидросиликат Mg₂SiO₅H₂. Это вещество устойчиво при давлении выше 2 000 000 атмосфер, и такое давление есть в недрах Земли.

Проблема оказалась в другом: сейчас глубины с таким давлением заняты ядром Земли, которое состоит из очень плотного железа, и силикатов там нет. При меньшем давлении этот гидросиликат неустойчив и распадается с выделением воды. Разгадка в том, что ядро Земли появилось не сразу, оно формировалось около 30 миллионов лет. Капельки и сгустки расплавленного железа постепенно опускались вниз, так росло ядро. Пока формировалось ядро, этот гидросиликат был вытеснен ближе к поверхности, давление упало, и он начал распадаться с образованием воды.

Эту версию высказал Артём Оганов — российский учёный-кристаллохимик, заслуженный профессор Сколковского института науки и технологий (Сколтех). Цель его деятельности — дать возможность открывать новые вещества и соединения с уникальными свойствами с помощью вычислительных методов. Его задача — понять факторы, определяющие структуру и свойства твёрдых тел, используя теорию и вычисления, особенно в условиях высокого давления, когда стандартные модели не работают.