Команда науковців з'ясувала, що мінерали ахондритових метеоритів — уламків протопланет, що формувалися разом поруч з Землею у Сонячній системі, містять найменшу кількість води серед усіх відомих позаземних матеріалів. Це свідчить про те, що воду на Землю вони доставити не могли, причому незалежно від місця формування у нашій системі. Дослідження опубліковане у Nature.
Внутрішня і зовнішня частини Сонячної системи, розділені сніговою лінією. Jack Cook / Woods Hole Oceanographic Institution
Звідки на Землі вода?
Вода є однією з найважливіших молекул, яка зіграла роль і в появі життя на Землі, і у формуванні Сонячної системи у тому вигляді, якою ми її знаємо. Воду можна знайти на кам'янистих планетах навколо Сонця, а також на астероїдах та супутниках планет-гігантів. Однак шляхи, якими вона потрапила зокрема на Землю, де вода покриває три чверті площі планети, досі лишаються достеменно невідомими. Дослідити це взялися американські планетологи, проаналізувавши метеорити, які знайшли на Землі.
Що вивчали вчені?
Метеорити поділяють на дві основні групи: вуглецеві і невуглецеві. Вважається, що невуглецеві утворилися в теплішій внутрішній частині Сонячної системи, тоді як вуглецеві — біля газових гігантів, у холоднішій зовнішній частині. Таким чином, і вміст води в них буде різним: вуглецеві утворювалися за сніговою лінією і, отже, могли накопичувати водяний лід, який міг стати джерелом води для Землі в пізніші періоди.
Для свого дослідження вчені обрали сім зразків ахондритових метеоритів, які перш ніж потрапити на Землю повинні були пережити плавлення і диференціацію своїх батьківських тіл — це могли бути, наприклад, уламки протопланет. Досі оцінок того, як подібні зміни можуть впливати на вміст води у таких тілах, не було.
Вони могли принести воду?
Досліджувані метеорити відкололися від батьківських тіл, що утворилися приблизно 4,5 мільярда років року. У них науковці за допомогою вторинно-іонної мас-спектрометрії вимірювали концентрації H2O, F, Cl, S та C . З'ясувалося, що незалежно від того, де батьківські тіла цих метеоритів сформувалися — у зовнішній чи внутрішній частині Сонячної системи — води у них збереглося менше 2 мікрограмів на грам речовини або навіть менше, ніж взагалі вчені могли б виявити.
Мікрофотографії уламків метеоритів, які аналізувалися у дослідженні. Зліва зображено вуглецеві метеорити із зовнішньої частини Сонячної системи, а справа — невуглецеві з внутрішньої. M. E. Newcombe et al. / Nature, 2023
Таким чином, на думку дослідників, джерелом води для Землі могли бути лише тіла, що не переживали плавлення і диференціації — яким не вистачило для цього маси для гравітаційного стискання.
Раніше ми розповідали, як астрономи змогли уточнити склад водяної пари у протопланетному диску молодої зорі. Так з'ясувалося, що вода на тіла зоряних систем потрапляє напряму з міжзоряного середовища, майже не змінюючи свій склад.