Kai Žemė atsirado, ji buvo per karšta vandeniui. Bet iš kur ji tada atsirado? Du nauji tyrimai atskleidžia, kaip Jupiteris vaidino svarbų vaidmenį.
Žmonija egzistuoja todėl, kad įvyko tikras sprogimas. Ir ne kartą. Saulės sistemos gimimo valandomis dulkių dalelės pirmiausia sudarė mažus gabalėlius, o paskui - didelius asteroidus. Masyvūs kūnai nuolat susiliejo ir sulydo į naują kūną. Galų gale liko tik keletas planetos šiukšlių, kurios palaipsniui išvalė kelią aplink saulę. Taip Žemė atsirado prieš 4,5 milijardo metų.
Ši Žemės atsiradimo teorija yra mokslinis kompromisas. Tik jis neatsako į visus klausimus. Iš kur vanduo atsirado mėlynoje planetoje? Galų gale, tyrėjai vieningai mano, kad kai Žemė susiformavo, vandens molekulėms buvo per karšta. Yra keletas teorijų apie jo kilmę.
Du atitinkami tyrimai vienu metu skatina vieną naujausių teorijų, pagal kurią Jupiteris atliko pagrindinį vaidmenį. Vanduo ir kitos skystos medžiagos į Žemę buvo atvežtos ne taip, kaip jie apie tai galvojo anksčiau, vėliau, pasitelkdami kometas ir asteroidus, bet jau pirmame planetos atsiradimo etape.
Pradžioje buvo karštis
Kai įvyko kosminis bombardavimas, Saulės sistemos temperatūra buvo tokia aukšta, kad vanduo egzistavo tik dujų pavidalu. Bet jaunos, neformuotos planetos negalėjo priimti šių dujų. Užtat stiprus saulės vėjas nunešė jį į kosmoso gilumą. Tik vėliau gyvybiškai svarbus cheminis junginys H20 grįžo iš išorinės, šaltos Saulės sistemos. Kada? Ir kaip?
Miunsterio universiteto mokslininkų Mario Fischerio-Gödde'o ir Thorsteno Kleine'o tyrimai rodo, kad keistas Jupiterio planetos judėjimas per pirmuosius milijonus metų Saulės sistemoje sugrąžino vandenį į Žemę. Šie duomenys prieštarauja plačiai paplitusiai teorijai, pagal kurią vanduo Žemėje atsidūrė tik paskutinėje Žemės atsiradimo fazėje prieš 4,4–3,9 milijardo metų, padedant meteoritams ir asteroidams. Jų pagrindinis argumentas yra retas elementas rutinas.
Reklaminis vaizdo įrašas:
Medžiaga turi ypatingų savybių. Jis traukiasi link geležies, siderofiliškos, kaip sako tyrėjai, todėl ankstyvosiose planetos atsiradimo stadijose didžioji dalis nugrimzdo į šerdį, kurioje yra geležies. Bet rutenis yra ir Žemės plutos bei mantijos sluoksniuose. Idealiai tinka Fischer-Gedde ir Kleine, nes tai darydami jie žino, ką pasakyti apie naujausią Žemės istoriją.
Klajojantis Jupiteris
Sausumos rutenis turi specifinę sudėtį. Jį sudaro atomai, turintys skirtingą neutronų, izotopų skaičių, ir todėl turi tam tikrą cheminį pirštų atspaudą, kurį komanda galėtų palyginti su jaunų meteoritų ruteniu.
Atsižvelgiant į meteoritų, kurie yra jaunos Saulės sistemos liekanos, kilmę, skiriasi ir jų rutenio sudėtis. Kometos, kuriose yra vandens iš išorinės Saulės sistemos, turi kitokį pirštų atspaudą nei sausieji meteoritai iš vidinės Saulės sistemos. Tuo galima paaiškinti mantijos kilmę iš paskutinio Žemės atsiradimo etapo.
Fischerio-Gedde tyrimo rezultatai rodo, kad mantija yra iš enstatitų chondritų šeimos meteoritų. Panašu, kad turtingo vandens objektai iš išorinės Saulės sistemos nesugriuvo.
„Kadangi galime atmesti, kad vanduo į Žemę pateko kartu su meteoritais, tai įvyko prieš tai“, - sako Torstenas Kleine'as. Jo tyrimai pagrindžia „Big Pivot“modelį, kuris buvo sukurtas tik prieš kelerius metus.
Pagal šį modelį jaunasis Jupiteris dėl planetos dujų gaubto dreifavo link vidinės Saulės sistemos. Kai vėliau pasirodė Saturnas, jis vėl buvo ištrauktas į šiandienos orbitą. Nors dujų milžinas grįždamas uolėtą medžiagą stūmė link Saulės, meteoritas ir vanduo iš išorinės Saulės sistemos išmetė Žemės link. „Tai tam tikru momentu į Žemę atnešė daug vandens turinčių meteorų“, - sako Kleine. Tai įvyko gana anksti Žemės istorijoje.
Bevandeniai meteoritai suformavo Žemę
Kitas Nicholaso Daufaso iš Čikagos universiteto tyrimas palaikė tyrėjus jų teorijoje. Amerikiečių tyrėjas taip pat kreipėsi į rutenio idėją ir pritaikė ją keliems elementams vienu metu. Visi jie pasirodo tiek Žemėje, tiek meteorituose. Skirtingai nei vokiečių mokslininkai, jis netikrino savo prielaidų apie tikrus kosminius elementus, tačiau, remdamasis turimais tyrimais, sukūrė matematinį modelį apie antžeminės medžiagos kilmę. Pagal ją Žemė atsirado dviem fazėmis. Pirmajame etape statybinę medžiagą suformavo kai kurie vandenyje gausūs meteoritai iš išorinės Saulės sistemos - maždaug dešimtadalis tuometinės Žemės masės - ir vandens neturintys enstatitų chondritai. Antrame etape meteoritų, kuriuose gausu vandens, nebebuvo, į Žemę buvo siunčiami tik enstatitų chondritai.
Duomenų apie kometas nėra
Problema ta, kad visi mokslininkai tyrė tik meteoritus, tai yra dangaus kūnus, nukritusius į Žemę. "Mes manome, kad rutenio izotopų santykis mažiau atitinka santykį su Žeme, tuo toliau nuo Saulės kometų atsiranda", - sako Kleine'as. "Taigi mes išskiriame išorinius dangaus kūnus kaip vandens nešėjus paskutiniame Žemės atsiradimo etape". Jei, priešingai nei tikėtasi, už Saulės sistemos ribų yra kometų, turinčių tuos pačius rutenio izotopus kaip ir Žemė, šis modelis nebeveiks.
Ko trūksta, norint išspręsti žemės vandens šaltinio mįslę, yra patikimi duomenys apie tokius dangaus kūnus. Juos galima pateikti iš kometų ekspedicijų. Kadangi Europos kosmoso agentūros „Rosetta“misija dar nepateikė pakankamai duomenų, mokslininkai lažinasi dėl būsimų projektų. Tačiau oficialus sprendimas dėl tokios misijos dar nėra priimtas.
Tobias Landwehr