Походження води на Землі, або причина того, що на Землі явно більше рідкої води ніж на інших твердих планетах Сонячної системи, не зовсім зрозуміла. Існує численна кількість більш-менш сумісних гіпотез щодо того, як вода могла з'явитися на Земній поверхні протягом останніх 4.5 мільярдів років в достатній кількості аби могли утворитися океани.
Можливі причини походження
Позапланетне походження
Комети, транснептунові об'єкти або багаті на воду метеороїди (протопланети) із зовнішньої частини поясу астероїдів проходили повз нього і зіштовхувалися з Землею і могли принести воду, що утворила світові океани. Вимірювання співвідношення ізотопів водню — дейтерія й протія вказує, що це мали бути астероїди, оскільки схожий відсоток домішок багатих на вуглець хондритів було знайдено в океанічній воді, в той час як попереднє вимірювання концентрацій ізотопів в кометах і транснептунових об'єктах досить мало збігалися з тими, що в земній воді.
Досить велика кількість планетозималі нагрівалася при розпаді ізотопу алюмінію. Це могло привести до того, що вода підіймалася на поверхню. Останні дослідження показують, що вода із схожим співвідношенням дейтерію і водню вже була присутня на момент формування Землі, про що свідчать древні метеорити «евкріти», які утворилися із астероїда Веста.
Те що вода на Землі з'явилася тільки лише із комет вважають неправдоподібним, оскільки результат вимірювання співвідношення ізотопів дейтерія і протія (відношення D/H) чотирьох комет Галлея, (Хякутаке), (Гейла — Боппа), і Чурюмова — Герасименко, дослідником Девідом Джуїттом, є приблизно в двічі більшим ніж в океанічній воді. Однак залишається не ясним наскільки ці комети можуть бути репрезентативні і відповідають тим що знаходяться в Поясі Койпера. За словами Алессандро Морбіделлі, більша частина наявної сьогодні води на планеті походить із протопланет, які утворилися на зовнішній частині астероїдного поясу, які потрапляли до Землі, про те свідчить пропорція D/H у багатих на вуглець хондритів. Вода, що міститься в цих багатих на вуглець хондритах збігається з співвідношенням D/H в океанічній воді. Крім того, були запропоновані можливі механізми через які співвідношення D/H в океанічній воді могло значно зрости в ході історії Землі. Така версія узгоджується з тим, що значна кількість води вже могла бути присутні на Землі на етапах її ранньої еволюції.
Недавні дослідження хімічного складу порід Місяця показують, що Земля народилася уже із присутньою на ній водою. Досліджуючи зразки місячних порід доставлених на Землю, коли відбувалися місії Аполлон 15 і 17 встановлено, що співвідношення дейтеорію і водню збігається із співвідношенням ізотопів в вуглистих хондритах. Відношення також схоже на те, яке має вода на Землі. Отримані дані свідчать про спільне походження води на обох об'єктах. Це підтверджує теорію, що Юпітер тимчасово мігрував у внутрішню Сонячну систему, дестабілізуючи орбіти багатих на воду вуглистих хондритів. В результаті, деякі з тіл могли потрапити в середину і стати часткою матеріалу для утворення Землі і її сусідів. Виявлення водяної пари серед газів, які виходять із Церери дозволяє отримати інформацію про вміст води і льоду в поясі астероїдів.
Власні джерела
Поступовий витік води, яка знаходиться в гідратних мінералах гірських порід Землі могли утворити деяку частину води. Вода також могла утворитися від вулканічних процесів: водяна пара в атмосфері, яка виникла при вулканічних виверженнях могла конденсуватися і випадати дощем, повільно заповнюючи океанічні басейни Землі.
Вода в історії розвитку Землі
Значна частина води містилася в матерії, з якої утворилася Земля. Молекули води рухались в гравітаційному полі Землі набагато легше, коли вона була менш масивна під час її утворення. Вважається, що водень і гелій постійно витікають з атмосфериу, але відсутність більш щільних інертних газів в сучасній атмосфері свідчить про те, що щось катастрофічне сталося в ранній атмосфері.
Частина молодої планети, теоретично вважається, була відірвана ударом при якому утворився Місяць, що мало спричинити плавлення однієї або двох великих площ. Сучасний склад не зовсім відповідає тому, що могло відбутися повне плавлення і є досить важко розплавити і перемішати величезні кам'янисті маси повністю. Однак, деяка частка матерії повинна була випаровуватися під цим впливом, утворюючи кам'янисту-парову атмосферу довкола молодої планети. Кам'яниста-пара повинна була осідати впродовж двох тисяч років, залишаючи за собою гарячі летючі речовини, які ймовірно утворювали в результаті важку атмосферу із діоксиду вуглецю із вмістом водню і водяної пари. Рідкі воді океани існували незважаючи на температуру поверхні 230 °C, завдяки атмосферному тиску важкого CO2. По мірі того як продовжувалося охолодження, субдукція і розчинення у океанській воді поглинула більшість CO2 з атмосфери, але його рівень значно коливався оскільки виникли нові поверхні і проходили цикли зміни мантії.
Вивчення мінералу Циркон показало, що рідка вода повинна була існувати ще 4.404 ± 0.008 (Ga) (мільйонів років) тому, тобто дуже рано після утворення Землі. Для цього потрібна наявність атмосфери. Теорія існування покриває цей період приблизно від 4.4 Ga до 4.0 Ga.
Фактично, останні дослідження цирконів (в 2008) знайдених в австралійському гайдейському камені, містить мінерали, які свідчать про існування тектонічних плит ще 4 мільярди років тому. Якщо це дійсно так, попередні уявлення про далекі від правди. Тобто, замість гарячої, розплавленої поверхні і атмосфери насиченої двоокисом вуглецю, поверхня Землі повинна була бути дуже схожою на сьогоднішню. Тектонічні плити вкривають більшу частину вуглекислого газу, тим самим усувають парникові ефекти, і приводять до того що температура поверхні набагато холодніша, дозволяє утворення твердих порід, і можливо навіть життя.
Роль живих організмів
Деяка вода на поверхні землі могла мати біохімічне походження, під час кисневої революції, за допомогою окисно-відновних реакцій і фотосинтезу.
На початку 1930-х, виявив, що сірко-залежні хемоавтотрофні бактерії () зв'язують вуглець і синтезують воду як побічний продукт при використанні сірководню і діоксиду вуглецю::
- CO2 + 2H2S → CH2O + H2O + 2S
Декілька сучасних організмів використовують цей метод фотосинтезу, роблячи свій незначний внесок в утворенні нової води. Але в епоху ранньої Землі, що мала мало кисню і багатій на сірководень, не велика але значна частка води могла утворюватися таким біохімічним способом.
Примітки
- . www.cia.gov. Архів оригіналу за 5 січня 2010. Процитовано 5 квітня 2017.
- Altwegg, K.; Balsiger, H.; Bar-Nun, A.; Berthelier, J. J.; Bieler, A.; Bochsler, P.; Briois, C.; Calmonte, U.; Combi, M. (23 січня 2015). 67P/Churyumov-Gerasimenko, a Jupiter family comet with a high D/H ratio. Science (англ.). 347 (6220): 1261952. doi:10.1126/science.1261952. ISSN 0036-8075. PMID 25501976.
- How Earth was watered. Процитовано 19 серпня 2016.
- Sarafian, Adam R.; Nielsen, Sune G.; Marschall, Horst R.; McCubbin, Francis M.; Monteleone, Brian D. (31 жовтня 2014). Early accretion of water in the inner solar system from a carbonaceous chondrite–like source. Science (англ.). 346 (6209): 623—626. doi:10.1126/science.1256717. ISSN 0036-8075. PMID 25359971.
- Alessandro Morbidelli et al. 35, 2000, S. 1309—1329
- H. Genda, M. Ikoma, Origin of the Ocean on the Earth: Early Evolution of Water D/H in a Hydrogen-rich Atmosphere. Accessible at http://arxiv.org/abs/0709.2025
- Cowen, Ron (9 травня 2013). Common source for Earth and Moon water. Nature. doi:10.1038/nature.2013.12963.
- Herschel discovers water vapour around dwarf planet Ceres. European Space Agency. Процитовано 10 лютого 2014.
- http://live.huffingtonpost.com/r/highlight/scientists-discover-where-earths-water-originated/564ba93d99ec6d09c3000126?source=gravityRR&cps=gravity_5060_-7528146454370360511
- Drake, Michael J. (April 2005). Origin of water in the terrestrial planets. Meteoritics & Planetary Science. John Wiley & Sons. 40 (4): 519—527. Bibcode:2005M&PS...40..519D. doi:10.1111/j.1945-5100.2005.tb00960.x.
- Drake, Michael J. та ін. (August 2005). Origin of water in the terrestrial planets. Asteroids, Comets, and Meteors (IAU S229). 229th Symposium of the International Astronomical Union. Т. 1, № 4. Búzios, Rio de Janeiro, Brazil: Cambridge University Press. с. 381—394. Bibcode:2006IAUS..229..381D. doi:10.1017/S1743921305006861. ISBN .
- Solar System Exploration: Science & Technology: Science Features: View Feature. Solarsystem.nasa.gov. 26 квітня 2004. Архів оригіналу за 8 серпня 2012. Процитовано 20 серпня 2009.
- N. H. Sleep; K. Zahnle; P. S. Neuhoff. . Pnas.org. Архів оригіналу за 11 травня 2008. Процитовано 20 серпня 2009.
{{}}
: Проігноровано невідомий параметр|last-author-amp=
() - Wilde S.A., Valley J.W., Peck W.H. and Graham C.M. (2001). Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4.4 Gyr ago (PDF). Nature. 409 (6817): 175—8. doi:10.1038/35051550. PMID 11196637.
- ANU - Research School of Earth Sciences - ANU College of Science - Harrison. Ses.anu.edu.au. Архів оригіналу за 21 червня 2006. Процитовано 20 серпня 2009.
- ANU - OVC - MEDIA - MEDIA RELEASES - 2005 - NOVEMBER - 181105HARRISONCONTINENTS. Info.anu.edu.au. Процитовано 20 серпня 2009.
- . Geology.wisc.edu. Архів оригіналу за 16 червня 2013. Процитовано 20 серпня 2009.
- Chang, Kenneth (2 грудня 2008). A New Picture of the Early Earth. The New York Times. Процитовано 20 травня 2010.
- The oxygenation of the atmosphere and oceans (PDF), Philosophical Transactions of The Royal Society: Biological Sciences, 29 червня 2006
- van Niel, C.B. (1931). Photosynthesis of bacteria. Arch. Mikrobiol. 3 (1).
Посилання
- ()
- UniverseToday
- Nature
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Pohodzhennya vodi na Zemli abo prichina togo sho na Zemli yavno bilshe ridkoyi vodi nizh na inshih tverdih planetah Sonyachnoyi sistemi ne zovsim zrozumila Isnuye chislenna kilkist bilsh mensh sumisnih gipotez shodo togo yak voda mogla z yavitisya na Zemnij poverhni protyagom ostannih 4 5 milyardiv rokiv v dostatnij kilkosti abi mogli utvoritisya okeani Voda pokrivaye blizko 71 poverhni ZemliMozhlivi prichini pohodzhennyaPozaplanetne pohodzhennya Hronologiya prirodiP R 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 Rozshirennya VsesvituRannye svitloPriskorennya kosmosuSonyachna SistemavodaOdnoklitinniBagatoklitinne zhittyaNazemne zhittyaRannya gravitaciyaTemna energiyaTemna materiya Rannij Vsesvit 13 80 Persha galaktika formuvannya Omega Centavri formuvannya galaktiki Andromeda formuvannya spiralnih rukaviv galaktiki Chumackij Shlyah Formuvannya Alfa Centavri Poyava Zemli 4 54 Pershij kisen Atmosfernij kisen Stateve rozmnozhennya Kembrijskij vibuh Pervisni lyudiZh i t t yaP r i m o r d i a lMasshtab shkali miljoni rokiv Div takozh Hronologiya lyudini i Hronologiya zhittya Kometi transneptunovi ob yekti abo bagati na vodu meteoroyidi protoplaneti iz zovnishnoyi chastini poyasu asteroyidiv prohodili povz nogo i zishtovhuvalisya z Zemleyu i mogli prinesti vodu sho utvorila svitovi okeani Vimiryuvannya spivvidnoshennya izotopiv vodnyu dejteriya j protiya vkazuye sho ce mali buti asteroyidi oskilki shozhij vidsotok domishok bagatih na vuglec hondritiv bulo znajdeno v okeanichnij vodi v toj chas yak poperednye vimiryuvannya koncentracij izotopiv v kometah i transneptunovih ob yektah dosit malo zbigalisya z timi sho v zemnij vodi Dosit velika kilkist planetozimali nagrivalasya pri rozpadi izotopu alyuminiyu Ce moglo privesti do togo sho voda pidijmalasya na poverhnyu Ostanni doslidzhennya pokazuyut sho voda iz shozhim spivvidnoshennyam dejteriyu i vodnyu vzhe bula prisutnya na moment formuvannya Zemli pro sho svidchat drevni meteoriti evkriti yaki utvorilisya iz asteroyida Vesta Te sho voda na Zemli z yavilasya tilki lishe iz komet vvazhayut nepravdopodibnim oskilki rezultat vimiryuvannya spivvidnoshennya izotopiv dejteriya i protiya vidnoshennya D H chotiroh komet Galleya Hyakutake Gejla Boppa i Churyumova Gerasimenko doslidnikom Devidom Dzhuyittom ye priblizno v dvichi bilshim nizh v okeanichnij vodi Odnak zalishayetsya ne yasnim naskilki ci kometi mozhut buti reprezentativni i vidpovidayut tim sho znahodyatsya v Poyasi Kojpera Za slovami Alessandro Morbidelli bilsha chastina nayavnoyi sogodni vodi na planeti pohodit iz protoplanet yaki utvorilisya na zovnishnij chastini asteroyidnogo poyasu yaki potraplyali do Zemli pro te svidchit proporciya D H u bagatih na vuglec hondritiv Voda sho mistitsya v cih bagatih na vuglec hondritah zbigayetsya z spivvidnoshennyam D H v okeanichnij vodi Krim togo buli zaproponovani mozhlivi mehanizmi cherez yaki spivvidnoshennya D H v okeanichnij vodi moglo znachno zrosti v hodi istoriyi Zemli Taka versiya uzgodzhuyetsya z tim sho znachna kilkist vodi vzhe mogla buti prisutni na Zemli na etapah yiyi rannoyi evolyuciyi Nedavni doslidzhennya himichnogo skladu porid Misyacya pokazuyut sho Zemlya narodilasya uzhe iz prisutnoyu na nij vodoyu Doslidzhuyuchi zrazki misyachnih porid dostavlenih na Zemlyu koli vidbuvalisya misiyi Apollon 15 i 17 vstanovleno sho spivvidnoshennya dejteoriyu i vodnyu zbigayetsya iz spivvidnoshennyam izotopiv v vuglistih hondritah Vidnoshennya takozh shozhe na te yake maye voda na Zemli Otrimani dani svidchat pro spilne pohodzhennya vodi na oboh ob yektah Ce pidtverdzhuye teoriyu sho Yupiter timchasovo migruvav u vnutrishnyu Sonyachnu sistemu destabilizuyuchi orbiti bagatih na vodu vuglistih hondritiv V rezultati deyaki z til mogli potrapiti v seredinu i stati chastkoyu materialu dlya utvorennya Zemli i yiyi susidiv Viyavlennya vodyanoyi pari sered gaziv yaki vihodyat iz Cereri dozvolyaye otrimati informaciyu pro vmist vodi i lodu v poyasi asteroyidiv Vlasni dzherela Postupovij vitik vodi yaka znahoditsya v gidratnih mineralah girskih porid Zemli mogli utvoriti deyaku chastinu vodi Voda takozh mogla utvoritisya vid vulkanichnih procesiv vodyana para v atmosferi yaka vinikla pri vulkanichnih viverzhennyah mogla kondensuvatisya i vipadati doshem povilno zapovnyuyuchi okeanichni basejni Zemli Voda v istoriyi rozvitku ZemliHronologiya zhittyaP R 4500 4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 0 vodaOdnoklitinnifotosintezYaderniBagatoklitinnichlenistonogi molyuskiNazemne zhittyaRosliniDinozavri SsavciKvitiPtahi Primati pervisna Zemlya poyava vodi pervisne zhittya meteoritne bombarduvannya vilnij kisen atmosfernij kisen kisneva katastrofa stateve rozmnozhennya pershi roslini ediakarska biota kembrijskij vibuh tetrapodi gominidiF a n e r o z o jP r o t e r o z o jA r h e jG a d e jGuronZemlya snizhkaChetvertinneZledeninnya Masshtab shkali mln rokiv Divitsya takozh istorichni osi lyudini i prirodi Znachna chastina vodi mistilasya v materiyi z yakoyi utvorilasya Zemlya Molekuli vodi ruhalis v gravitacijnomu poli Zemli nabagato legshe koli vona bula mensh masivna pid chas yiyi utvorennya Vvazhayetsya sho voden i gelij postijno vitikayut z atmosferiu ale vidsutnist bilsh shilnih inertnih gaziv v suchasnij atmosferi svidchit pro te sho shos katastrofichne stalosya v rannij atmosferi Chastina molodoyi planeti teoretichno vvazhayetsya bula vidirvana udarom pri yakomu utvorivsya Misyac sho malo sprichiniti plavlennya odniyeyi abo dvoh velikih plosh Suchasnij sklad ne zovsim vidpovidaye tomu sho moglo vidbutisya povne plavlennya i ye dosit vazhko rozplaviti i peremishati velichezni kam yanisti masi povnistyu Odnak deyaka chastka materiyi povinna bula viparovuvatisya pid cim vplivom utvoryuyuchi kam yanistu parovu atmosferu dovkola molodoyi planeti Kam yanista para povinna bula osidati vprodovzh dvoh tisyach rokiv zalishayuchi za soboyu garyachi letyuchi rechovini yaki jmovirno utvoryuvali v rezultati vazhku atmosferu iz dioksidu vuglecyu iz vmistom vodnyu i vodyanoyi pari Ridki vodi okeani isnuvali nezvazhayuchi na temperaturu poverhni 230 C zavdyaki atmosfernomu tisku vazhkogo CO2 Po miri togo yak prodovzhuvalosya oholodzhennya subdukciya i rozchinennya u okeanskij vodi poglinula bilshist CO2 z atmosferi ale jogo riven znachno kolivavsya oskilki vinikli novi poverhni i prohodili cikli zmini mantiyi Vivchennya mineralu Cirkon pokazalo sho ridka voda povinna bula isnuvati she 4 404 0 008 Ga miljoniv rokiv tomu tobto duzhe rano pislya utvorennya Zemli Dlya cogo potribna nayavnist atmosferi Teoriya isnuvannya pokrivaye cej period priblizno vid 4 4 Ga do 4 0 Ga Faktichno ostanni doslidzhennya cirkoniv v 2008 znajdenih v avstralijskomu gajdejskomu kameni mistit minerali yaki svidchat pro isnuvannya tektonichnih plit she 4 milyardi rokiv tomu Yaksho ce dijsno tak poperedni uyavlennya pro daleki vid pravdi Tobto zamist garyachoyi rozplavlenoyi poverhni i atmosferi nasichenoyi dvookisom vuglecyu poverhnya Zemli povinna bula buti duzhe shozhoyu na sogodnishnyu Tektonichni pliti vkrivayut bilshu chastinu vuglekislogo gazu tim samim usuvayut parnikovi efekti i privodyat do togo sho temperatura poverhni nabagato holodnisha dozvolyaye utvorennya tverdih porid i mozhlivo navit zhittya Rol zhivih organizmivDeyaka voda na poverhni zemli mogla mati biohimichne pohodzhennya pid chas kisnevoyi revolyuciyi za dopomogoyu okisno vidnovnih reakcij i fotosintezu Na pochatku 1930 h viyaviv sho sirko zalezhni hemoavtotrofni bakteriyi zv yazuyut vuglec i sintezuyut vodu yak pobichnij produkt pri vikoristanni sirkovodnyu i dioksidu vuglecyu CO2 2H2S CH2O H2O 2S Dekilka suchasnih organizmiv vikoristovuyut cej metod fotosintezu roblyachi svij neznachnij vnesok v utvorenni novoyi vodi Ale v epohu rannoyi Zemli sho mala malo kisnyu i bagatij na sirkovoden ne velika ale znachna chastka vodi mogla utvoryuvatisya takim biohimichnim sposobom Primitki www cia gov Arhiv originalu za 5 sichnya 2010 Procitovano 5 kvitnya 2017 Altwegg K Balsiger H Bar Nun A Berthelier J J Bieler A Bochsler P Briois C Calmonte U Combi M 23 sichnya 2015 67P Churyumov Gerasimenko a Jupiter family comet with a high D H ratio Science angl 347 6220 1261952 doi 10 1126 science 1261952 ISSN 0036 8075 PMID 25501976 How Earth was watered Procitovano 19 serpnya 2016 Sarafian Adam R Nielsen Sune G Marschall Horst R McCubbin Francis M Monteleone Brian D 31 zhovtnya 2014 Early accretion of water in the inner solar system from a carbonaceous chondrite like source Science angl 346 6209 623 626 doi 10 1126 science 1256717 ISSN 0036 8075 PMID 25359971 Alessandro Morbidelli et al 35 2000 S 1309 1329 H Genda M Ikoma Origin of the Ocean on the Earth Early Evolution of Water D H in a Hydrogen rich Atmosphere Accessible at http arxiv org abs 0709 2025 Cowen Ron 9 travnya 2013 Common source for Earth and Moon water Nature doi 10 1038 nature 2013 12963 Herschel discovers water vapour around dwarf planet Ceres European Space Agency Procitovano 10 lyutogo 2014 http live huffingtonpost com r highlight scientists discover where earths water originated 564ba93d99ec6d09c3000126 source gravityRR amp cps gravity 5060 7528146454370360511 Drake Michael J April 2005 Origin of water in the terrestrial planets Meteoritics amp Planetary Science John Wiley amp Sons 40 4 519 527 Bibcode 2005M amp PS 40 519D doi 10 1111 j 1945 5100 2005 tb00960 x Drake Michael J ta in August 2005 Origin of water in the terrestrial planets Asteroids Comets and Meteors IAU S229 229th Symposium of the International Astronomical Union T 1 4 Buzios Rio de Janeiro Brazil Cambridge University Press s 381 394 Bibcode 2006IAUS 229 381D doi 10 1017 S1743921305006861 ISBN 978 0521852005 Solar System Exploration Science amp Technology Science Features View Feature Solarsystem nasa gov 26 kvitnya 2004 Arhiv originalu za 8 serpnya 2012 Procitovano 20 serpnya 2009 N H Sleep K Zahnle P S Neuhoff Pnas org Arhiv originalu za 11 travnya 2008 Procitovano 20 serpnya 2009 a href wiki D0 A8 D0 B0 D0 B1 D0 BB D0 BE D0 BD Cite web title Shablon Cite web cite web a Proignorovano nevidomij parametr last author amp dovidka Wilde S A Valley J W Peck W H and Graham C M 2001 Evidence from detrital zircons for the existence of continental crust and oceans on the Earth 4 4 Gyr ago PDF Nature 409 6817 175 8 doi 10 1038 35051550 PMID 11196637 ANU Research School of Earth Sciences ANU College of Science Harrison Ses anu edu au Arhiv originalu za 21 chervnya 2006 Procitovano 20 serpnya 2009 ANU OVC MEDIA MEDIA RELEASES 2005 NOVEMBER 181105HARRISONCONTINENTS Info anu edu au Procitovano 20 serpnya 2009 Geology wisc edu Arhiv originalu za 16 chervnya 2013 Procitovano 20 serpnya 2009 Chang Kenneth 2 grudnya 2008 A New Picture of the Early Earth The New York Times Procitovano 20 travnya 2010 The oxygenation of the atmosphere and oceans PDF Philosophical Transactions of The Royal Society Biological Sciences 29 chervnya 2006 van Niel C B 1931 Photosynthesis of bacteria Arch Mikrobiol 3 1 Posilannya UniverseToday Nature