Ученые нашли доказательства, бросающие вызов теориям происхождения воды на Земле

Исследователи из Оксфордского университета обнаружили ключевые доказательства происхождения воды на Земле. Изучая редкий тип метеорита — энстатитовый хондрит, чей состав аналогичен составу ранней Земли (возрастом 4,55 млрд лет), они нашли источник водорода, критически важный для формирования молекул воды H₂O.

Важнейшим открытием стало то, что водород в этом материале был внутренним, а не результатом загрязнения. Это указывает, что материал, из которого строилась наша планета, был гораздо богаче водородом, чем считалось ранее.

Результаты, поддерживающие теорию о том, что формирование обитаемых условий на Земле не зависело от ударов астероидов, опубликованы в журнале Icarus.

Без водорода — фундаментального элемента для воды — было бы невозможно развитие условий для жизни на нашей планете.

Происхождение водорода и, как следствие, воды на Земле долго дискутировалось. Многие полагали, что необходимый водород был доставлен астероидами из космоса в первые ~100 млн лет существования Земли. Новые данные противоречат этому, предполагая, что у Земли был собственный водород для создания воды с момента её формирования.

Метод и открытие

Команда проанализировала элементный состав метеорита LAR 12252, найденного в Антарктиде. Они использовали метод анализа X-Ray Absorption Near Edge Structure (XANES) спектроскопии на синхротроне Diamond Light Source.

Предыдущее исследование французской команды выявило следы водорода внутри органических материалов и некристаллических частей хондр (сферических объектов размером в миллиметр внутри метеорита). Однако происхождение большей части водорода оставалось неясным.

Оксфордская команда предположила, что значительное количество водорода может быть связано с обильной серой в метеорите. Используя мощный пучок рентгеновских лучей, они исследовали серосодержащие соединения.

Изначально анализ был сосредоточен на некристаллических частях хондр. Однако, случайно изучив материал матрицы (из чрезвычайно мелких, субмикрометровых частиц) прямо за пределами одной из хондр, команда обнаружила, что сама матрица невероятно богата сероводородом H₂S. Количество водорода в матрице оказалось в пять раз выше, чем в некристаллических секциях.

В других частях метеорита с трещинами и явными признаками земного загрязнения (например, ржавчиной) водорода было очень мало или не было вовсе. Это делает крайне маловероятным земное происхождение обнаруженных соединений сероводорода.

Значение для Земли

Поскольку прото-Земля состояла из материала, подобного энстатитовым хондритам, это означает, что к моменту, когда формирующаяся планета стала достаточно большой для ударов астероидов, она уже накопила достаточно запасов водорода, чтобы объяснить современное обилие воды на Земле.

Том Барретт, ведущий автор исследования: «Мы были невероятно взволнованы, когда анализ показал наличие сероводорода — просто не там, где мы ожидали. Поскольку вероятность земного загрязнения очень мала, это исследование предоставляет жизненно важные доказательства в поддержку теории, что вода на Земле является аутохтонной — естественным результатом того, из чего состоит наша планета».

Соавтор Джеймс Брайсон добавил: «Теперь мы считаем, что материал, построивший нашу планету, был гораздо богаче водородом, чем мы думали ранее. Это открытие поддерживает идею, что формирование воды на Земле было естественным процессом, а не случайностью, вызванной бомбардировкой гидратированными астероидами уже после её формирования».