Když Země vznikla, byla příliš horká na vodu. Ale odkud se vzala? Dvě nové studie ukazují, jak Jupiter hrál roli.
Lidstvo existuje, protože došlo ke skutečné explozi. A více než jednou. Během hodin narození sluneční soustavy prachové částice nejprve tvořily malé kousky a poté velké asteroidy. Mohutná těla se neustále navzájem spojovala a tavila se v nové tělo. Nakonec zůstalo jen několik planetárních úlomků, které se postupně čistily kolem Slunce. Takto se Země objevila před 4,5 miliardami let.
Tato teorie původu Země je vědeckým kompromisem. Pouze on neodpovídá na všechny otázky. Odkud se vzala voda na modré planetě? Koneckonců, vědci jsou jednomyslní v názoru, že když se Země formovala, byla pro molekuly vody příliš horká. Existuje několik teorií o jeho původu.
Dvě relevantní studie najednou podporují jednu z nejnovějších teorií, podle nichž Jupiter hrál hlavní roli. Voda a další kapalné látky nebyly na Zemi přivezeny tak, jak o tom dříve uvažovaly, v pozdější fázi pomocí komet a asteroidů, ale již v první fázi vzniku planety.
Na začátku bylo teplo
Když došlo ke kosmickému bombardování, byla teplota uvnitř sluneční soustavy tak vysoká, že voda existovala pouze ve formě plynu. Ale mladé, neformované planety nemohly tento plyn přijmout. Místo toho jej silný sluneční vítr přenesl do hlubin vesmíru. Teprve později se životně důležitá chemická sloučenina H20 vrátila z vnější studené sluneční soustavy. Když? A jak?
Výzkum vědců Mario Fischer-Gödde a Thorsten Kleine z univerzity v Münsteru naznačuje, že podivný pohyb planety Jupiter během prvních milionů let sluneční soustavy přinesl vodu zpět na Zemi. Tato data jsou v rozporu s rozšířenou teorií, podle níž voda skončila na Zemi až v poslední fázi vzniku Země před 4,4–3,9 miliardami let pomocí meteoritů a asteroidů. Jejich hlavním argumentem je vzácný prvek Ruthenium.
Propagační video:
Materiál má speciální vlastnosti. Gravituje směrem k železu, siderofilní, jak říkají vědci, a proto v raných fázích vzniku planety z větší části klesla k jádru, které obsahuje železo. Ruthenium se ale také nachází ve vrstvách zemské kůry a pláště. Ideální pro Fischer-Gedde a Kleine, protože tak vědí, co říci o nedávné historii Země.
Putování Jupitera
Pozemské ruthenium má specifické složení. Skládá se z atomů s různým počtem neutronů, izotopů, a má tak jakýsi chemický otisk prstu, který by tým mohl porovnat s rutheniem z mladých meteoritů.
V závislosti na původu meteoritů, které jsou zbytky mladé sluneční soustavy, se také liší složení jejich ruthenia. Komety obsahující vodu z vnější sluneční soustavy mají jiný otisk prstu než suché meteority z vnitřní sluneční soustavy. Tím lze vysvětlit původ pláště z poslední fáze vzniku Země.
Výsledky studie Fischer-Gedde naznačují, že plášť pochází z meteoritů z rodiny enstatitových chondritů. Zdá se, že se objekty z vnější sluneční soustavy, které jsou bohaté na vodu, nezhroutily.
"Jelikož můžeme vyloučit, že voda dorazila na Zemi s meteority, stalo se to těsně předtím," říká Torsten Kleine. Jeho výzkum potvrzuje model „Big Pivot“, který byl založen jen před několika lety.
V souladu s tímto modelem se mladý Jupiter pohyboval směrem k vnitřní sluneční soustavě v důsledku působení plynové obálky planety. Když se později objevil Saturn, byl znovu vytažen ven na dnešní oběžnou dráhu. Zatímco plynný obr na zpáteční cestě tlačil skalní materiál směrem ke Slunci, vrhal meteority a vodu z vnější sluneční soustavy směrem k Zemi. "To v určitém okamžiku přineslo na Zemi spoustu meteorů obsahujících vodu," říká Kleine. A to se stalo poměrně brzy v historii Země.
Bezvodé meteority formovaly Zemi
Další studie Nicholase Daufase z University of Chicago podpořila vědce v jejich teorii. Americký výzkumník se také obrátil k myšlence ruthenia a aplikoval ji na několik prvků současně. Všechny se objevují jak na Zemi, tak v meteoritech. Na rozdíl od německých vědců netestoval své předpoklady na skutečných kosmických prvcích, ale na základě dostupného výzkumu vyvinul matematický model o původu pozemského materiálu. Podle toho se Země objevila ve dvou fázích. V první fázi byl stavební materiál tvořen některými na vodu bohatými meteority z vnější sluneční soustavy - asi jednou desetinou tehdejší hmotnosti Země - a bezvodými enstatitovými chondrity. Ve druhé fázi již nebyly žádné meteority bohaté na vodu; na Zemi byly odeslány pouze enstatitové chondrity.
Žádné údaje o kometách
Problém je v tom, že všichni vědci studovali pouze meteority, to znamená nebeská tělesa, která padla na Zemi. "Předpokládáme, že poměr izotopů ruthenia je méně konzistentní s poměrem se Zemí, čím dál se od Slunce objevují komety," říká Kleine. „Vylučujeme tedy vnější nebeská tělesa jako nosiče vody v poslední fázi vzniku Země.“Pokud na rozdíl od očekávání existují komety mimo sluneční soustavu, které mají stejné izotopy ruthenia jako Země, tento model již nebude fungovat.
K vyřešení hádanky zdroje zemské vody chybí spolehlivé údaje o takových nebeských tělesech. Mohou být poskytnuty z kometárních expedic. Vzhledem k tomu, že mise Evropské kosmické agentury Rosetta dosud neposkytla dostatek dat, vědci sázejí na budoucí projekty. Oficiální rozhodnutí o takové misi však dosud nebylo učiněno.
Tobias Landwehr