Vatten är väte och syre. För att bli en vätska som vi känner till måste de kombineras, och för att vätskan ska vara tillräckligt för hela havet måste det finnas mycket av dessa ämnen. Och redan för hela havet …
Under de senaste decennierna har forskare varit kontroversiella om var på jorden väte i de nödvändiga mängderna kommer från. Med syre är frågan inte så akut, eftersom den är mindre flyktig och väte på ett sådant avstånd från solen är mer eller mindre förvånande och kräver en förklaring.
Ett team av geologer från Arizona State University analyserade den isotopiska sammansättningen av markväte och de troliga vägarna för dess ansamling. Fokus låg på två konkurrerande hypoteser, enligt vilka väte kom till jorden antingen från asteroider eller kometer. Det bör noteras att i dessa dagar var jorden, eller snarare vad som senare kommer att kallas med detta namn, i allmänhet en asteroid, bara mer.
Naturligt väte består av två isotoper. I det vanligaste fallet består kärnan i en atom av en proton. I sällsynta fall (i storleksordningen tusendels) är en neutron fäst vid en proton - detta ämne kallas deuterium, och dess kombination med syre kallas tungt vatten. Det finns också ett alternativ med två neutroner - tritium, det är radioaktivt, sönderfaller snabbt och det är ologiskt att ta hänsyn till det i dessa beräkningar.
Förhållandet mellan antalet deuteriumatomer (D) och vanliga atomer (H) kallas D / H-förhållandet, och det låter dig bestämma vätekällan. Till exempel har asteroidvatten en D / H på cirka 140 delar per miljon (ppm), medan kometvatten har mellan 150 ppm och 300 ppm.
Väte på jorden har en ungefär "asteroid" isotopkomposition, men detta är inte den enda frågan.
Forskare tror att gaserna i nebulosan från vilken solen bildades lite tidigare kan spela en viktig roll i dess ansamling. Den viktigaste punkten är koncentrationen av väte i jordens kärna med en samtidig ökning av den relativa mängden deuterium i manteln.
Under bildandet av vår planet kolliderade planetesimlar månens storlek relativt ofta och bildade mer massiva kroppar, och en betydande del av den framtida planetens yta smältes av energin som släpptes under kollisionerna. Detta ledde till att en betydande del av det molekylära väte från planetens protoatmosfär fångades av tyngre element, särskilt järn, och, tillsammans med det, "drunknade" i tarmen. Detta påverkade den isotopiska sammansättningen av väte - deuterium upplöses sämre i smält järn och förblev i denna situation närmare ytan, i manteln.
Kampanjvideo:
För att testa den här hypotesen studerade forskare prover av stolliga bergarter, betraktade mantel, för att klargöra den isotopiska sammansättningen av väte som finns i dem.
Analysen visade att väte, som sedan innehöll gasmolnet kring solen, spelade en viktig roll i jordbildning. Det, upplöst i jordens djup, i det första stadiet av planets bildning borde ha varit tillräckligt för sju eller åtta volymer av det moderna världshavet. Tillräckligt för två nu.
Detaljer kan ses i en artikel publicerad i Journal of Geophysical Research.