В жизни нашей планеты и ее обитателей вода сыграла огромную роль. Сегодня нельзя и представить наше существование без жидкой среды. Но так было далеко не всегда. За последнее время ученые накопили немало данных о первых этапах формирования Земли. И один из выводов говорит о том, что в раннем периоде создания планета была совершенно сухой.
Создание примитивной формы Земли
Процесс создания нашей планеты в ее первичной форме мог длиться 5 млн лет, о чем свидетельствуют новые исследования ученых Копенгагенского университета. Для сравнения, это в 7 раз быстрее, чем считалось прежде.
Для более упрощенного представления эксперты предлагают рассматривать всю историю Солнечной системы как длящуюся всего 24 часа. В этих сутках процесс формирования Земли займет лишь 90 секунд. Однако прежде ученые считали, что на создание "зеленой" протопланеты могло уйти 16,7–50 млн лет, то есть 5-15 мин от тех же условных 24 часов.
Что же определило такую разницу в научных выводах?
Датская команда специалистов отклоняется от традиционных теорий о том, что формирование Земли на начальном этапе происходило в результате случайных столкновений крупных планетных тел. Согласно этой теории, на создание протоземли как раз и могли уйти десятки миллионов лет.
В новом же исследовании выдвигается идея о том, что образование планет происходило быстрее и в результате накопления космической пыли. Речь идет не только о Земле, но и о других планетах Солнечной системы.
Рождение из крошечных пылинок
По мнению исследователей Копенгагенского университета, все начиналось с мелких частиц пыли размером с миллиметр. Они стали собираться на поверхности растущего тела, которое за те же 5 млн лет стало Землей.
Причем авторы этой теории считают, что аналогичным образом происходило образование планет и в других уголках нашей галактики.
Данное открытие было сделано благодаря измерению смесей изотопов железа в метеоритах. Причем некоторые образцы метеоритного материала были схожи с составом Земли. Вместе с газом эти частицы могли участвовать в образовании основы планет.
Когда молодая Земля только начинала формироваться, железные частицы участвовали в этом процессе в том числе под действием солнечного тепла.
Через нескольких сотен тысяч лет после создания Солнечной системы температура была слишком низкой, чтобы железная пыль попадала в наше пространство издалека. Но по мере изменения условий это стало возможным и принесенная из далеких уголков Солнечной системы пыль сформировала Землю.
Также специалисты отметили, что при формировании планеты из нескольких огромных тел ее конечный состав был бы более разнородным на начальном этапе.
Версии появления воды
На сегодняшний день более 70% земной поверхности занято водой. Но было ли ей место на первичном этапе образования протопланеты?
Многие годы ученые выдвигали разные теории относительно самого появления воды на Земле. Датские специалисты, например, рассматривают воду как побочный продукт формирования планеты. Ранее другие исследователи полагали, что жидкость могла быть принесена астероидами или, например, возникла в результате меняющихся условий на Земле по мере ее развития.
Специалисты из Калифорнийского технологического института продвинулись дальше в понимании этого вопроса.
По их мнению, планета формировалась из сухих каменистых блоков, что исключает присутствие воды на раннем этапе создания.
Значение магмы
Обогащение структуры Земли жизненно важными летучими веществами могло происходить лишь на поздних этапах ее формирования - примерно в последние 15% от всего времени ее создания.
Калифорнийские ученые также признают, что для более точного изучения этого процесса важно иметь больше данных об истории магмы, которая находится глубоко в недрах планеты. На данном этапе задача проникновения на такие глубины представляется довольно сложной, однако специалисты могут изучать магму, которая время от времени сама выходит на поверхность в виде вулканической лавы.
Магматические элементы в этой лаве могут происходить из разных глубин планеты, в том числе из верхнего слоя мантии, который находится на уровне 15 км от поверхности и почти до 700 км в глубину. Более того, некоторые частицы в составе лавы могли пребывать и в пограничной зоне, отделяющей мантию от ядра на глубине 2900 км.
Ученые говорят о возможности подробного изучения химических веществ, которые находятся в разных слоях Земли. Немало информации могут дать и сами соотношения между этими элементами. В конечном счете эти знания приблизят исследователей и к пониманию того, как произошла вода на планете.
Приближение к разгадке
Как Земля не создавалась мгновенно в результате одного простого процесса, так и вода на ней едва ли могла появиться в один момент.
Как показали результаты нового исследования, в глубинах Земли имеет место недостаток летучих веществ. Это не только водород, но и другие элементы, которые могут испаряться. При этом было обнаружено, что верхний слой мантии имеет немало таких веществ. Исследователи говорят об этом следующее: "Планета формировалась из сухих, горячих и каменистых материалов, но вода прибыла позже".
Расширить представления о том, как именно вода появилась на Земле, могли бы помочь и космические исследования других планет. Как уже отмечалось, многие из них могли создаваться по тем же законам и принципам, что и наша планета. Изучение следов водного мира, связанное с поиском признаков жизни, могло бы приблизить исследователей и к новым фактам о зарождении воды на Земле.
Даже в нашем регионе внутри Солнечной системы еще немало пространств для исследований. К примеру, давно не было миссий на Венеру, при том что новые возможности изучения могли бы дать больше информации о ее поверхности.
Заключение
Даже небольшие открытия в области истории Земли и появления воды на ней имеют большое значение и для сегодняшнего дня. Данная информация важна для понимания тенденций и законов, по которым существуют и развиваются планеты Солнечной системы. А значит, могут появиться и более эффективные методы прогнозирования и предотвращения проблем, связанных с экологией, космическими угрозами, глобальными климатическими изменениями и т.д.
