Водата на Земята може да не е донесена основно от сблъсъци с комети и астероиди, а да се е формирала директно на планетата още в най-ранните етапи от нейното съществуване.

До това заключение стигна международен научен екип от университета на Ню Мексико, който успешно пресъздаде процеса в лабораторни условия, пише в сп. Nature Geoscience.

Хипотезата за ранната атмосфера и „дъжда от скални частици“

Планетите в Слънчевата система са възникнали от протопланетен диск, съставен от прах, газове и твърда скална маса около младото Слънце.

По думите на съавтора на проучването Закари Шарп, младата Земя бързо е натрупвала маса чрез процес, известен като акреция на дребни каменисти отломки.

Изследователският екип анализира как този механизъм е спомогнал за появата на първичната вода.

Когато прото-Земята достигнала достатъчно големи размери, гравитацията ѝ позволила да задържи гореща атмосфера с високо съдържание на водород.

„Когато планетата е натрупала между 0,2 и 0,3 от сегашната си маса, тя вече е била в състояние да притегли и удържи масивна водородна атмосфера“, обясняват учените.

Падайки през този плътен газов слой, скалните частици се нагрявали до екстремни температури. Съдържащият се в тях железен оксид реагирал с водорода от атмосферата, което довело до отделянето на водна пара и чисто метално желязо.

Какво показват лабораторните експерименти

За да тестват хипотезата, авторите на изследването нагрявали скални проби до температури между 1200 и 1400 °C в среда от чист водород, провеждайки същевременно контролни тестове в хелиева среда.

Резултатите категорично потвърдили предположенията: във водородна среда близо 80% от железния оксид в скалите се превърнал в метално желязо.

Освободеният при реакцията кислород веднага се съединявал с атмосферния водород, образувайки големи количества водна пара. В средата с хелий подобна реакция не била отчетена.

„Надявахме се да получим метално желязо и вода, но бяхме изненадани от мащаба и скоростта на реакцията.

Изчисленията показват, че този процес е могъл да осигури количество вода, равняващо се на обема на стотици съвременни океани“, подчертава Шарп.

Образуваното тежко желязо постепенно е потънало към недрата на младата Земя, сформирайки нейното метално ядро. Това откритие дава ценно обяснение не само за произхода на океаните, но и за ранната геоложка и химическа еволюция на цялата планета.

Значението за търсенето на живот на екзопланети

Учените смятат, че този механизъм не е изолиран случай, характерен единствено за Земята.

Ако акрецията на твърди частици е универсален модел за формиране на скалисти планети, сходни процеси би трябвало да протичат и в други звездни системи.

Това означава, че за появата на вода на планетите от земен тип не е задължително да се разчита на случайни сблъсъци с ледени комети.

Образуването на хидросфера може да се окаже напълно естествена фаза от зараждането на скалистите светове.

Новите данни могат да обяснят и защо Земята е развила условия, благоприятни за живот.

„Напълно логично е да очакваме, че и други екзопланети с размерите на Земята, обикалящи около своите звезди, също биха могли да разполагат с вода и потенциално да поддържат живи организми“, обясняват зследователите.