RW Space

Новое исследование редких базальтовых метеоритов, называемых анритами, показывает, что вода, могла быть занесена на нашу планету метеоритами в течение первых двух миллионов лет существования солнечной системы.

Поскольку такие элементы, как вода и углерод, являются важными для жизни на Земле, исследователи очень хотят узнать, когда они попали на нашу планету.

«Мы сейчас исследуем как можно больше метеоритов, чтобы выяснить, где они находились в ранней солнечной системе, и сколько воды у них было», — говорит Адам Сарафян, аспирант кафедры Земли, Атмосферы, и Планетарных наук в Массачусетском технологическом институте. «Мы пытаемся построить карту самой ранней солнечной системы. Где была вода, куда она направлялась, и откуда она взялась?»

Сарафян является ведущим автором статьи, описывающей результаты исследования в журнале Geochimica и Cosmochimica Acta.

Метеориты ангриты, образовались во внутренней солнечной системе, очень рано, примерно 4,56 миллиарда лет назад. В этот момент Земля, вероятно, сформировалась всего лишь на 20 процентов от ее нынешнего размера, в то время как Марс, который сформировался более быстро, был, близок к его нынешнему размеру.

Ученые не уверены, как быстро сформировались Меркурий и Венера.

В это время внутренняя солнечная система была горячей и сухой. Протопланеты и астероиды имели расплавленные поверхности, а в магме даже элемент, такой как углерод, который имеет точку кипения 4800 градусов Цельсия (8672 градуса по Фаренгейту), считается неустойчивым.

Поэтому было неясно, когда на Земле присутствовали деликатные элементы с низкой температурой кипения, такие как вода, в частности, поскольку водород, необходимый для получения молекул воды, был бы испарен высокими температурами.

«Был ли вообще водород в этих породах и в ранней внутренней Солнечной системе?»- задался вопросом Сарафан.

Сарафян и его коллеги измеряли количество минерала в базальтовых метеоритах, называемого оливином, для летучих элементов — водород, углерод, фтор и хлор. Поскольку базальт образуется при охлаждении магматических пород, преобразование содержания летучих элементов в оливине легко переводится в состав базальтового расплава.

«Как только мы узнаем состав расплава, мы сможем рассчитать, содержание воды в планетарном теле», — сказал Сарафян.

Команда обнаружила, что в родительском астероиде, было около 20 процентов содержания воды. В то время как в современных условиях этот процент низкий, это количество воды в ранней солнечной системе указывает на то, что вода было довольно много 4,56 миллиарда лет назад, даже когда внутренняя солнечная система все еще была горячей. (Исследователи еще не определили специфический астероид, который породил все ангриты, но поиск продолжается.)

Различные источники воды в солнечной системе обычно сравниваются с земной водой, измеряя отношение изотопного дейтерия водорода к водороду (от D до H). В то время как это конкретное исследование не измеряло это соотношение, исследование Сарафяна, опубликованное ранее в 2017 году в журнале Philosophical Transactions of the Royal Society A, показало, что вода астероидов идеально соответствует водной композиции Земли. Это говорит о том, что вода, найденная в ангритах и ранняя земная вода, поступила из одного источника.

«Довольно простое предположение, что вода Земли, по крайней мере, начала приближаться к Земле очень рано, прежде чем планета была полностью сформирована», — говорит Сарафян. «Это означает, что, когда планета достаточно охладилась, чтобы жидкая вода могла быть устойчивой на поверхности, здесь уже была вода».

К тому времени, когда Земля полностью сформировалась 4,54 миллиарда лет назад, Марс уже существовал 20 миллионов лет, поэтому обладал стабильной массой воды и других летучих соединений на поверхности, таких как углерод, фтор и хлор, добавляет Сарафян. Другие исследования показали доказательства присутствия воды на поверхности Марса в прошлом.

Команда Сарафяна также подсчитала, насколько велико было материнское тело, используя воду и углерод, найденные в антритах. Вода и содержание углерода зависят от давления, поэтому, оценивая давление, исследователи могут затем определить размер. Ангритный астероид, вероятно, был столь же велик, как и астероид Веста, который составляет примерно 525 километров в диаметре. Земля примерно в 25 раз больше диаметра, чем Веста.