Vesi on vetyä ja happea. Niiden on tultava meille tunnetuksi nesteeksi, niiden täytyy yhdistyä, ja jotta näitä nesteitä riittää koko mereen, näiden aineiden on oltava paljon. Ja jo koko meressä …
Viime vuosikymmeninä tutkijat ovat olleet kiistanalaisia siitä, mistä maapallolta vety tarvittavissa määrinä tuli. Hapen kanssa kysymys ei ole niin akuutti, koska se on vähemmän haihtuvaa, ja vety sellaisella etäisyydellä auringosta on enemmän tai vähemmän yllättävää ja vaatii selityksen.
Arizonan osavaltion yliopiston geologiryhmä analysoi maanpäällisen vedyn isotooppista koostumusta ja sen kertymisen todennäköisiä reittejä. Painopiste oli kahdessa kilpailevassa hypoteesissa, joiden mukaan vety tuli maan päälle joko asteroideista tai komeetoista. On huomattava, että noina päivinä maa, tai pikemminkin se, jota myöhemmin kutsutaan tällä nimellä, itse oli yleensä asteroidi, vain enemmän.
Luonnollinen vety koostuu kahdesta isotoopista. Yleisimmässä tapauksessa atomin ydin koostuu yhdestä protonista. Harvinaisissa tapauksissa (luokkaa tuhannesosaa) neutroni kiinnittyy protoniin - tätä ainetta kutsutaan deuteriumiksi ja sen yhdistelmää hapen kanssa kutsutaan raskaaksi vedeksi. On olemassa vaihtoehto myös kahdella neutronilla - tritiumilla, se on radioaktiivinen, hajoaa nopeasti ja on epäloogista ottaa se huomioon näissä laskelmissa.
Deuteriumatomien (D) lukumäärän suhdetta tavallisiin atomiin (H) kutsutaan D / H-suhteeksi, ja sen avulla voit määrittää vedyn lähteen. Esimerkiksi asteroidiveden D / H on noin 140 miljoonasosaa (ppm), kun taas komeettiveden välillä on 150 - 300 ppm.
Maan vedyllä on suunnilleen "asteroidi" isotooppikoostumus, mutta tämä ei ole ainoa asia.
Tutkijat uskovat, että sumujen kaasuilla, joista aurinko muodostui vähän aikaisemmin, voi olla merkittävä rooli sen kerääntymisessä. Tärkeintä on vedyn pitoisuus maan ytimessä lisääntyen samanaikaisesti vaipan deuteriumin suhteellisen määrän kanssa.
Maapallomme muodostumisen aikana kuukokoiset planeetasimmit törmäsivät suhteellisen usein, muodostaen massiivisempia kappaleita, ja törmäyksissä vapautunut energia sulatti merkittävän osan tulevan planeetan pinnasta. Tämä johti siihen tosiseikkaan, että merkittävä osa planeetan protoatmosfääristä peräisin olevasta molekyylivetystä vangitsi raskaampia elementtejä, erityisesti rautaa, ja yhdessä sen kanssa "hukkui" suolistoon. Tämä vaikutti vedyn isotooppiseen koostumukseen - deuterium liukenee huonommin sulaan rautaan ja pysyi tässä tilanteessa lähempänä pintaa vaipan sisällä.
Mainosvideo:
Tämän hypoteesin testaamiseksi tutkijat tutkivat vaippamaiksi pidettyjen muinaisten kivien näytteitä selventääkseen niissä olevan vedyn isotooppista koostumusta.
Analyysi osoitti, että vedyllä, joka sisälsi sitten aurinkoa ympäröivään kaasupilvään, oli merkittävä rooli maan muodostumisessa. Sen, maapallon syvyyteen liuenneen, planeetan muodostumisen alkuvaiheessa olisi pitänyt olla tarpeeksi seitsemälle tai kahdeksalle tilavuudelle nykyaikaista maailmanmerta. Tarpeeksi kahdelle nyt.
Yksityiskohdat näkyvät artikkelissa, joka julkaistiin Journal of Geophysical Research -lehdessä.